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(lái)說(shuō)可能尤其引人注意。而且，隨著電子設(shè)備內(nèi)部可用的開(kāi)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(tīng)覺(jué)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(wèn)題之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

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(kāi)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(lái)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(lái)產(chǎn)生單聲道音頻。

本公開(kāi)的另一實(shí)施方案為用于在設(shè)備上產(chǎn)生可聽(tīng)聲的方法。通過(guò)對(duì)接收的音頻信號(hào)進(jìn)行濾波來(lái)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(guò)閾值。如果超過(guò)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(kāi)的所有方面的詳盡列表?？深A(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(kāi)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(lái)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(shuō)明

在附圖的圖示中通過(guò)舉例而非限制的方式示出了實(shí)施方案，在附圖中類似的附圖標(biāo)號(hào)指示類似的元件。應(yīng)當(dāng)指出的是，在本公開(kāi)中提到“一”或“一個(gè)”實(shí)施方案未必是同一實(shí)施方案，并且其意指至少一個(gè)。

圖1示出了具有劃分為若干子面板的面板以形成機(jī)械致動(dòng)面板聲學(xué)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案的音頻設(shè)備的實(shí)施例。

圖2A示出了圖1的音頻設(shè)備的一部分的截面?zhèn)纫晥D。

圖2B示出了驅(qū)動(dòng)圖1和圖2A的音頻設(shè)備的子面板的窄頻帶音頻信號(hào)的實(shí)施例。

圖3示出了使用音頻設(shè)備上的面板來(lái)形成機(jī)械致動(dòng)面板聲學(xué)系統(tǒng)的另一實(shí)施例。

圖4示出了具有非均勻厚度的機(jī)械致動(dòng)面板聲學(xué)系統(tǒng)的一部分的截面?zhèn)纫晥D。

圖5示出了使用多個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器獨(dú)立處理機(jī)械致動(dòng)面板聲學(xué)系統(tǒng)的子面板音頻信號(hào)的音頻信號(hào)處理系統(tǒng)的框圖。

圖6為在設(shè)備中執(zhí)行的使用設(shè)備的面板來(lái)產(chǎn)生聲學(xué)輸出的過(guò)程操作的列表。

圖7示出了將子面板音頻信號(hào)與音階上的音符對(duì)準(zhǔn)的實(shí)施例。

圖8示出了在設(shè)備中執(zhí)行的用于將音頻信號(hào)與音階上的音符對(duì)準(zhǔn)的操作的流程圖。

圖9示出了其中所有子面板正共享共有后氣腔的一個(gè)實(shí)施方案的聲學(xué)系統(tǒng)的實(shí)施例。

具體實(shí)施方式

在這個(gè)章節(jié)中，我們將參考附圖來(lái)解釋本公開(kāi)的若干優(yōu)選實(shí)施方案。每當(dāng)在實(shí)施方案中描述的部件的形狀、相對(duì)位置和其它方面未明確限定時(shí)，本公開(kāi)的范圍并不僅局限于所示出的部件，所示出的部件僅用于例證的目的。另外，雖然闡述了許多細(xì)節(jié)，但應(yīng)當(dāng)理解，本公開(kāi)的一些實(shí)施方案可在沒(méi)有這些細(xì)節(jié)的情況下被實(shí)施。在其他情況下，未詳細(xì)示出熟知的結(jié)構(gòu)和技術(shù)，以免模糊對(duì)本描述的理解。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，術(shù)語(yǔ)“前”、“向前”、“后/背”或“向后”僅用來(lái)使得理解更容易而不是限制本發(fā)明的范圍。在一個(gè)實(shí)施方案中，在本公開(kāi)中描述的前面板或后面板可為設(shè)備上的任一面板。

圖1示出了根據(jù)具有劃分為若干子面板的面板以形成機(jī)械致動(dòng)面板聲學(xué)系統(tǒng)的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的音頻設(shè)備的實(shí)施例。如在附圖中所示，音頻設(shè)備100為具有被劃分為若干子面板120-125的面板(例如，后面板)110的裝置。子面板120-125中的每一個(gè)起到換能器(揚(yáng)聲器)的隔膜的作用。采取機(jī)械致動(dòng)來(lái)產(chǎn)生聲學(xué)輸出。每個(gè)子面板由各個(gè)數(shù)字信號(hào)處理音頻信號(hào)(所謂的子面板音頻信號(hào))單獨(dú)致動(dòng)或驅(qū)動(dòng)。

音頻設(shè)備100能存儲(chǔ)和/或處理信號(hào)諸如用來(lái)生成聲音的那些信號(hào)。音頻設(shè)備100可為膝上型計(jì)算機(jī)、手持式電子設(shè)備、移動(dòng)電話、平板電腦、顯示設(shè)備、音頻回放設(shè)備，諸如MP3播放器、或其他電子音頻設(shè)備。面板110可為音頻設(shè)備100的后面板，或者作為音頻設(shè)備100的外部殼體的一部分的其他面板。面板110可由玻璃、鋁或其他適合材料制成，只要相當(dāng)堅(jiān)硬并且相當(dāng)平坦，但是足夠有彈性振動(dòng)用于產(chǎn)生聲音。

在一個(gè)實(shí)施方案中，面板110為均勻面板(例如，具有均勻厚度)。子面板120-125由一個(gè)或多個(gè)背框130劃分以及可由一個(gè)或多個(gè)背框130限定，使得只有位于背框130形成的邊界內(nèi)的面板110的區(qū)域可彎曲或振動(dòng)。背框130產(chǎn)生子面板120-125的正確邊界條件以獲得每個(gè)子面板的理想諧振頻率。背框130可由整體件或獨(dú)立件形成。背框130可由足夠重并且足夠堅(jiān)硬的板形成，板具有限定子面板的振動(dòng)區(qū)域的開(kāi)口。在一個(gè)實(shí)施方案中，背框130可為音頻設(shè)備100的前或后外壁。在一個(gè)實(shí)施方案中，外壁可由用戶觸摸。

上面針對(duì)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施方案描述了音頻設(shè)備100。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，在其他實(shí)施方案中，可采用不同方式實(shí)現(xiàn)該設(shè)備。例如，與將面板110劃分為六個(gè)子面板不同，面板110可被劃分為兩個(gè)子面板、三個(gè)子面板或多于三個(gè)子面板。在一個(gè)實(shí)施方案中，子面板的數(shù)量取決于面板110的硬度和面板的尺寸。在一個(gè)實(shí)施方案中，子面板的數(shù)量還取決于另外揚(yáng)聲器(未示出)的性能，所述另外揚(yáng)聲器與面板聲學(xué)系統(tǒng)一起操作來(lái)產(chǎn)生聲音(例如，作為多聲道音頻系統(tǒng)的一部分)。

圖2A示出了圖1的音頻設(shè)備100的一部分的截面?zhèn)纫晥D(沿線2-2')。具體地說(shuō)，該圖示出了使用子面板124和125作為揚(yáng)聲器隔膜的機(jī)械致動(dòng)面板聲學(xué)系統(tǒng)。如圖2A所示，音頻設(shè)備100包括前面板210、后面板110、中間板220、背框130、磁體230a和230b以及音圈235a和235b。

背框130由足夠重并且足夠剛性的中間板220支撐以防止后面板110的與背框130接觸的部分發(fā)生振動(dòng)。中間板220因此可具有與前面板210接觸的一側(cè)以及與背框130接觸的相對(duì)側(cè)。中間板220不會(huì)被用戶觸摸。背框130與每個(gè)子面板(例如，124和125)用墻隔開(kāi)以產(chǎn)生針對(duì)每個(gè)子面板的邊界條件。背框130產(chǎn)生的邊界條件可為子面板限定目標(biāo)的諧振頻率。即使所有背框在圖2A中標(biāo)有相同數(shù)字130，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到背框可由獨(dú)立件或單個(gè)整體件形成。

后面板110可由玻璃、鋁或其他適合材料制成，只要相當(dāng)堅(jiān)硬并且相當(dāng)平坦即可。如圖2A所示，后面板110具有均勻厚度。然而，在其他實(shí)施方案中，后面板110可具有非均勻厚度，如將在下文圖4中所述。后面板110由背框130劃分為若干子面板，例如124和125。每個(gè)子面板被各自致動(dòng)來(lái)振動(dòng)。例如，子面板124通過(guò)磁體230a和音圈235a之間的相互作用來(lái)致動(dòng)，并且子面板125通過(guò)磁體230b和音圈235b之間的相互作用來(lái)致動(dòng)。磁體230a和230b附接到中間板220，而音圈235a和235b附接到后面板110。針對(duì)每個(gè)子面板存在至少一個(gè)致動(dòng)器，即，磁體和音圈對(duì)。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到圖2A中所述的音頻設(shè)備100為機(jī)械致動(dòng)面板聲學(xué)系統(tǒng)的概念表示。致動(dòng)系統(tǒng)的特定構(gòu)造和布置可不限于所示出和所描述的確切方式。例如，背框130中的一些或所有可直接由前面板210支撐(例如，通過(guò)將面板210的部分向后延伸，或通過(guò)將背框130進(jìn)一步向前延伸)，而無(wú)需中間板220。在此情況下，磁體230可被固定到作為前面板210一部分或者附接到前面板210的另一結(jié)構(gòu)。致動(dòng)器的磁體230可附接到后面板110而致動(dòng)器的音圈235可附接到中間板。與將后面板110的子面板用作聲學(xué)系統(tǒng)的隔膜不同，前面板210的子面板可用作聲學(xué)系統(tǒng)的隔膜。

圖2B示出了驅(qū)動(dòng)圖1和圖2A的音頻設(shè)備的子面板的窄頻帶音頻信號(hào)的實(shí)施例。如圖2B所示，圖表250示出頻域的原始音頻信號(hào)，圖表260示出在對(duì)原始音頻信號(hào)進(jìn)行濾波之后的窄頻帶子面板音頻信號(hào)261-267。窄頻帶子面板音頻信號(hào)261-267中每一個(gè)驅(qū)動(dòng)設(shè)備的各個(gè)子面板。所有子面板的聲學(xué)輸出的總和在寬頻帶270上產(chǎn)生低頻聲。寬頻帶270覆蓋大于任何窄頻帶子面板音頻信號(hào)261-267的頻率范圍的頻率范圍。在一個(gè)實(shí)施方案中，寬頻帶270覆蓋大于窄頻帶子面板音頻信號(hào)261-267的頻率范圍組合的頻率范圍。

圖3示出了使用音頻設(shè)備上的面板來(lái)形成機(jī)械致動(dòng)面板聲學(xué)系統(tǒng)的另一實(shí)施例。如在該圖中所示，后面板110被劃分為若干子面板305-320。后面板110自身具有諧振頻率F_x。子面板305和320具有諧振頻率F₁。子面板310和325具有諧振頻率F₂。子面板315具有諧振頻率F₃。在一個(gè)實(shí)施方案中，F(xiàn)₁、F₂和F₃均可不同，并且F₁、F₂和F₃每一個(gè)都大于F_x。例如，F(xiàn)₁可大于F_x10倍。在一個(gè)實(shí)施方案中，工作在接近頻率范圍中的子面板在面板上保持分開(kāi)。

在一個(gè)實(shí)施方案中，每個(gè)子面板的致動(dòng)器由其頻譜內(nèi)容在子面板的諧振頻率上或周圍的“窄頻帶”音頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)。通過(guò)針對(duì)不同子面板具有不同諧振頻率，音頻設(shè)備的一個(gè)實(shí)施方案能夠組合子面板的聲學(xué)輸出以在“寬頻帶”上產(chǎn)生低頻聲。在一個(gè)實(shí)施方案中，子面板的聲學(xué)輸出與產(chǎn)生高于子面板的諧振頻率的頻率的聲音的其他揚(yáng)聲器(未示出)的聲學(xué)輸出組合。

如圖3所示，子面板305和310與子面板320和325左右對(duì)稱(例如，305和320可復(fù)制，而310和325可復(fù)制，并且相對(duì)于所示中線對(duì)稱定位)。子面板305,310,320和325可被激勵(lì)以產(chǎn)生立體音頻。例如，子面板305和310產(chǎn)生一個(gè)聲道并且子面板320和325產(chǎn)生另一聲道。在其他實(shí)施方案中以及如圖1所示，子面板劃分是非對(duì)稱的并且子面板可被激勵(lì)以產(chǎn)生單聲道音頻。

子面板的諧振頻率也由子面板的長(zhǎng)度和寬度、子面板的抗彎剛度(例如，厚度和密度)以及子面板的邊界條件確定。在一個(gè)實(shí)施方案中，振動(dòng)模式1:1(基本諧振模式)為所有子面板的優(yōu)選模式。在一個(gè)實(shí)施方案中，振動(dòng)模式2:1的子面板定位為盡可能遠(yuǎn)離振動(dòng)模式1:1的子面板。

在一個(gè)實(shí)施方案中，面板110具有均勻厚度，使得所有子面板具有相同厚度。在另一實(shí)施方案中，面板110可具有非均勻厚度使得不同子面板可具有不同厚度。圖4示出了具有非均勻厚度的機(jī)械致動(dòng)面板聲學(xué)系統(tǒng)的一部分的一個(gè)實(shí)施例的截面?zhèn)纫晥D。如圖所示，面板110具有三個(gè)子面板410,420和430，每一個(gè)具有不同厚度。因此，即使子面板410,420和430具有相同長(zhǎng)度和寬度，但是因?yàn)槠洳煌暮穸?，其諧振頻率可能不同。

在一個(gè)實(shí)施方案中，每個(gè)子面板的致動(dòng)器由各個(gè)數(shù)字信號(hào)處理的音頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)。圖5示出了使用多個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器獨(dú)立并行處理機(jī)械致動(dòng)面板聲學(xué)系統(tǒng)的子面板音頻信號(hào)的一個(gè)實(shí)施方案的音頻信號(hào)處理系統(tǒng)500的框圖。在一個(gè)實(shí)施方案中，音頻信號(hào)處理系統(tǒng)500可容納在與致動(dòng)器和子面板相同的殼體內(nèi)，作為上文圖1和圖2A中所述的音頻設(shè)備100的一部分。音頻信號(hào)處理系統(tǒng)500處理一個(gè)或多個(gè)輸入音頻信號(hào)(例如，單個(gè)聲道或單聲道音頻、左右立體聲或5.1多聲道音頻)來(lái)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)上文圖1-圖3中所述的面板聲學(xué)系統(tǒng)的子面板的子面板信號(hào)。如圖中所示，音頻信號(hào)處理系統(tǒng)500可包括聲道組合器505、主音頻處理器530、若干子面板數(shù)字信號(hào)處理器510a-510c以及若干放大器520a-520c。

機(jī)械致動(dòng)面板聲學(xué)系統(tǒng)的每個(gè)子面板由經(jīng)過(guò)數(shù)字信號(hào)處理器和放大器單獨(dú)處理或控制的子頻帶音頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)。例如，驅(qū)動(dòng)子面板120的音頻信號(hào)由子面板數(shù)字信號(hào)處理器510a和放大器520a處理，驅(qū)動(dòng)子面板121的音頻信號(hào)由子面板數(shù)字信號(hào)處理器510b和放大器520b處理，驅(qū)動(dòng)子面板125的音頻信號(hào)由子面板數(shù)字信號(hào)處理器510c和放大器520c處理。

在一個(gè)實(shí)施方案中，聲道組合器505組合輸入音頻信號(hào)，例如，左右音頻聲道，并且將組合的音頻信號(hào)發(fā)送到子面板數(shù)字信號(hào)處理器510a-510c。子面板數(shù)字信號(hào)處理器510a-510c的每一個(gè)例如使用帶通濾波器對(duì)接收的音頻信號(hào)進(jìn)行濾波以得到子頻帶音頻信號(hào)(可成為驅(qū)動(dòng)其相應(yīng)子面板的致動(dòng)器的子面板信號(hào))。在一個(gè)實(shí)施方案中，子頻帶音頻信號(hào)的頻譜內(nèi)容在相應(yīng)子面板的諧振頻率處或周圍。在一個(gè)實(shí)施方案中，子面板數(shù)字信號(hào)處理器510a-510c的每一個(gè)也可對(duì)其子頻帶信號(hào)單獨(dú)執(zhí)行均衡、交叉濾波、延遲或全通濾波(以得到針對(duì)其相應(yīng)子面板的子面板信號(hào))。在一個(gè)實(shí)施方案中，子面板數(shù)字信號(hào)處理器(例如，510a-510c)控制各個(gè)子面板音頻信號(hào)每一個(gè)的幅值和相位，使得這些音頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)的所有子面板的聲學(xué)求和是相干并且構(gòu)造性的。即，所有子面板產(chǎn)生具有構(gòu)造性干擾的聲學(xué)輸出。在一個(gè)實(shí)施方案中，子面板數(shù)字信號(hào)處理器510a-510c與主音頻處理器530通信以便實(shí)現(xiàn)構(gòu)造性干擾。

在一個(gè)實(shí)施方案中，因?yàn)樽用姘鍞?shù)字信號(hào)處理器(例如，510a-510c)的處理，來(lái)自每個(gè)子面板的聲音在大約相同的時(shí)間到達(dá)收聽(tīng)者。這些聲學(xué)結(jié)果可能要求數(shù)字信號(hào)處理器510中的一個(gè)或多個(gè)彼此通信或者與主音頻處理器530通信以確保正確產(chǎn)生或控制子面板信號(hào)，例如，在它們當(dāng)中設(shè)定相關(guān)的幅值和相位行為。在一個(gè)實(shí)施方案中，這種機(jī)制能使得數(shù)字信號(hào)處理器的一部分確保驅(qū)動(dòng)特定子面板的子面板信號(hào)能量的大多數(shù)針對(duì)子面板圍繞1:1振動(dòng)模式的頻率為中心。在一個(gè)實(shí)施方案中，數(shù)字信號(hào)處理器可由兩個(gè)或更多個(gè)子面板共享。即，數(shù)字信號(hào)處理器可處理音頻信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)具有相同諧振頻率的兩個(gè)或更多個(gè)子面板。

圖6為在設(shè)備中執(zhí)行的使用設(shè)備的面板來(lái)產(chǎn)生聲學(xué)輸出的過(guò)程操作，稱為過(guò)程600的列表。在一個(gè)實(shí)施方案中，過(guò)程600可由圖1和圖2A的音頻設(shè)備100執(zhí)行以將輸入音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲音。如圖6所示，過(guò)程600假定(在塊605處)設(shè)備的面板已被劃分為若干子面板，其中單獨(dú)致動(dòng)器附接來(lái)使得每個(gè)子面板振動(dòng)以及每個(gè)子面板具有目標(biāo)的諧振頻率以及使其振動(dòng)的相應(yīng)致動(dòng)器。面板為設(shè)備的外部殼體的一部分。

在塊610處，過(guò)程600接收音頻信號(hào)(例如，從多聲道數(shù)字音頻得出)。對(duì)于每個(gè)子面板，過(guò)程600對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行濾波(在塊615處)以得到或生成子面板的諧振頻率下或周圍的子頻帶音頻信號(hào)。對(duì)于每個(gè)子面板，過(guò)程600處理(在塊620處)正驅(qū)動(dòng)子面板的一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器的子頻帶音頻信號(hào)使得所有子面板的聲學(xué)求和導(dǎo)致構(gòu)造性干擾。在一個(gè)實(shí)施方案中，塊615和620的操作由上面圖5中所述的音頻信號(hào)處理系統(tǒng)500執(zhí)行。

過(guò)程600借助經(jīng)處理的子頻帶音頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)(在塊625處)子面板的致動(dòng)器。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到過(guò)程600是用于使用設(shè)備的面板來(lái)產(chǎn)生聲學(xué)輸出的操作的概念表示。過(guò)程600的特定操作可不以所示出和所描述的確切次序執(zhí)行?？刹辉谝粋€(gè)連續(xù)的操作系列中執(zhí)行該特定操作，并且可在不同實(shí)施方案中執(zhí)行不同的特定操作。此外，過(guò)程600可使用若干子過(guò)程來(lái)實(shí)施，或者作為更大宏過(guò)程的一部分來(lái)實(shí)施。

在一個(gè)實(shí)施方案中，子面板的諧振頻率可設(shè)計(jì)為與音階上的音符一致。圖7示出了將子面板音頻信號(hào)與音階上的音符對(duì)準(zhǔn)的實(shí)施例。如該圖所示，曲線710-714分別表示五個(gè)不同子面板的聲學(xué)輸出。每個(gè)子面板的諧振頻率對(duì)應(yīng)于音階上的音符。例如，產(chǎn)生聲學(xué)輸出曲線710的子面板的諧振頻率對(duì)應(yīng)于音符720，產(chǎn)生聲學(xué)輸出曲線711的子面板的諧振頻率對(duì)應(yīng)于音符721，并以此類推。頻帶730-734的每一個(gè)表示圍繞音符的窄(高Q值)頻帶。例如，頻帶730表示圍繞音符720的窄頻帶，頻帶731表示圍繞音符721的窄頻帶，并以此類推。

在一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)輸入音頻信號(hào)具有落入圍繞音階上的音符的窄頻帶之一的頻譜內(nèi)容時(shí)，將相關(guān)聯(lián)的子面板音頻信號(hào)(產(chǎn)生來(lái)驅(qū)動(dòng)相應(yīng)子面板)與對(duì)應(yīng)的音符對(duì)準(zhǔn)或調(diào)諧(或轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的音符)。例如，在頻帶730內(nèi)任何位置的頻譜內(nèi)容將被作為音符720播放，頻帶731內(nèi)的音頻信號(hào)將被作為音符721播放，并以此類推。在一個(gè)實(shí)施例中，436Hz下的音頻信號(hào)將播放為440Hz(音符A4)，因?yàn)?36Hz在圍繞音符A4的窄頻帶內(nèi)。通過(guò)執(zhí)行此類調(diào)諧，音頻設(shè)備聽(tīng)上去聲音更美妙并且更有效。

圖8示出了在設(shè)備中執(zhí)行的用于將音頻信號(hào)與音階上的音符對(duì)準(zhǔn)的操作(稱為過(guò)程800)的流程圖。在一個(gè)實(shí)施方案中，圖1和圖2A的音頻設(shè)備100執(zhí)行過(guò)程800以將輸入音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲音。如圖8所示，過(guò)程800開(kāi)始于將設(shè)備的面板劃分為(在塊805處)若干子面板使得每個(gè)子面板具有目標(biāo)的諧振頻率。面板為設(shè)備的殼體的一部分。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，如上文結(jié)合圖7所述。

在框810處，過(guò)程800接收音頻信號(hào)。過(guò)程800選擇(在塊815處)音頻信號(hào)幀。對(duì)于圍繞子面板的諧振頻率的頻帶內(nèi)的每個(gè)頻率分量，過(guò)程800測(cè)量(在塊820處)頻率分量處音頻信號(hào)的幅值。過(guò)程800確定(在塊825處)頻率分量處音頻信號(hào)的幅值是否大于預(yù)定義閾值。如果幅值不大于閾值，則過(guò)程800前進(jìn)到塊835。然而，如果頻率分量處音頻信號(hào)的幅值大于閾值，則過(guò)程800播放(在塊830處)播放作為子面板的諧振頻率的頻率分量處的音頻信號(hào)，如上文結(jié)合圖7所述。在一個(gè)實(shí)施方案中，塊820和825的操作由帶通濾波器和均方根(RMS)電平表實(shí)現(xiàn)。

在塊835處，過(guò)程800確定是否存在多幀音頻信號(hào)用于處理。如果存在多幀，則過(guò)程800循環(huán)回到塊815來(lái)選擇下一個(gè)音頻信號(hào)幀。如果不存在多幀，過(guò)程800結(jié)束。在一個(gè)實(shí)施方案中，塊815-825的操作由上面圖5中所述的音頻信號(hào)處理系統(tǒng)500執(zhí)行。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到過(guò)程800是用于使用設(shè)備的面板來(lái)產(chǎn)生聲學(xué)輸出的操作的概念表示。過(guò)程800的特定操作可不以所示出和所描述的確切次序執(zhí)行?？刹辉谝粋€(gè)連續(xù)的操作系列中執(zhí)行該特定操作，并且可在不同實(shí)施方案中執(zhí)行不同的特定操作。此外，過(guò)程800可使用若干子過(guò)程來(lái)實(shí)施，或者作為更大宏過(guò)程的一部分來(lái)實(shí)施。

在一個(gè)實(shí)施方案中，每個(gè)子面板具有其自身密封的后氣腔。在另一實(shí)施方案中，背框可具有連通子面板的后氣腔的空氣通道，使得所有子面板共享共用后氣腔。子面板后的密封的后氣腔起到彈簧的作用用于確定子面板的諧振頻率。子面板的諧振頻率為其自身彎曲剛度以及其后面的氣腔的剛度的函數(shù)。氣腔對(duì)子面板的整體諧振的相對(duì)貢獻(xiàn)與子面板的尺寸成比例。大子面板抵靠小氣腔擠壓實(shí)際上非常堅(jiān)硬，即使子面板自身疏松也是如此。因此，如果子面板的所有各種氣腔連通，則所有子面板會(huì)經(jīng)受可能最疏松的彈簧。

圖9示出了其中所有子面板正共享共有后氣腔的一個(gè)實(shí)施方案的聲學(xué)系統(tǒng)的實(shí)施例。如該圖所示，在背框中存在連接子面板305、310、315、320和325的后氣腔的若干空氣通道910-915，使得所有子面板共享共同后氣腔。

通過(guò)共享后氣腔，針對(duì)每個(gè)子面板的空氣剛度變得小得多。這允許針對(duì)子面板的低有效諧振頻率。這還允許子面板的彎曲剛度在確定子面板的諧振頻率方面占據(jù)主導(dǎo)。使得子面板的彎曲剛度占據(jù)主導(dǎo)對(duì)于實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的諧振頻率是有益的。

雖然已描述并且在附圖中示出了某些實(shí)施方案，但應(yīng)當(dāng)理解，此類實(shí)施方案僅用于說(shuō)明廣義的發(fā)明而非對(duì)其進(jìn)行限制，并且本發(fā)明并不限于所示和所述的特定構(gòu)造和布置，因?yàn)閷?duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言可想到各種其它修改。因此，要將描述視為示例性的而非限制性的。