具体实施方式

本申请实施例提供一种电子设备，包括但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、手持计算机、对讲机、上网本、POS机、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、可穿戴设备、虚拟现实设备、无线U盘、蓝牙音响、蓝牙耳机或车载装置等具有壳体和扬声器模组的移动或固定终端设备。

电子设备的扬声器为了获得更好的音频效果通常需要更大的音腔体积，但手机等终端设备难以提供足够的空间给音频器件。为了在有限的架构空间下实现更好的音频效果，采用开放后腔的设计可以将整个电子设备的内部腔体作为音频器件的音腔体积，显著增加扬声器后腔体积。

图1本申请一实施例提供的电子设备的结构示意图。参考图1所示，电子设备包括壳体100和安装在壳体100内的扬声器模组200，扬声器模组200包括扬声器外壳21和位于扬声器外壳21内部的扬声器本体22。扬声器本体22可以包括振膜、音圈、磁路系统等结构，在磁路系统的作用下，具有变化的电流的音圈受到不同大小的安培力而振动，音圈振动带动振膜振动，振膜振动推动周围的空气振动，从而产生声音。

扬声器外壳21被扬声器本体22分隔成前腔23和后腔24，前腔23通过出声孔231与电子设备的外部连通，以将扬声器本体22产生的声音导出，后腔24通过导声通道241与壳体100的内部连通，即采用开放声腔，以提高扬声器模组200的音频效果。

例如，手机上采用的后腔封闭的微型扬声器模组，受限于手机架构堆叠，其后腔体积一般在0.6-0.9cc；若采用开放声腔，可以充分利用手机部件间隙，微型扬声器模组的等效后腔可以达到8-10cc，相对其后腔体积在0.6-0.9cc的设计，其低频可提升8-10dB，音频效果有非常大的提升。同时，若采用开放声腔，那么可以取消微型扬声器模组原有的0.6-0.9cc后腔，为其它部件提供空间。

但是，对于开放声腔的扬声器模组200，在声波传递、气流冲击和结构振动传递这三条路径的作用下，扬声器模组200发声时会引起电子设备壳体100的振动。扬声器模组200的振幅越大，壳体100振动的问题就越严重。为了提升手机等电子设备中微型扬声器模组的低频性能，扬声器模组的振幅需设计的越来越大，导致壳体振动的风险越来越高。例如，12*16mm的微型扬声器模组的振幅可以达到0.6mm以上，将其应用于开放后腔设计的手机中时，手机的电池盖的振幅可以达到10μm以上，用户握持时能够感受到比较严重的振感，因此，壳体振动问题是抑制开放声腔方案在电子设备中应用的瓶颈问题。

基于上述问题，本申请实施例提供一种电子设备，在电子设备的开放声腔内增设声谐振器300，声谐振器300的谐振频率处于壳体100的振动频率的范围内，可吸收部分扬声器模组200的声能量，从而减小传播到电子设备壳体处的声能量，达到降低电子设备壳体的振幅的目的。

壳体100内设置有至少一个声谐振器300，其中至少一个声谐振器300的谐振频率可以与壳体100的最大振幅对应的频率一致，以有效降低壳体100的最大振幅。为了提高声谐振器300抑制壳体100振动的效果，可以使声谐振器300靠近导声通道241设置，使声谐振器300处于声波的传播路径上，以减小传播到壳体100上的声能量。

本申请实施例中，声谐振器300可以为亥姆霍兹(Helmholtz)共振腔。图2为本申请一实施例提供的声谐振器的结构示意图。参考图1和图2所示，声谐振器300包括相互连通的第一腔体31和第二腔体32，第二腔体32的内径尺寸小于第一腔体31的内径尺寸，第二腔体32通过开孔321与外部连通，第二腔体32提供声质量，第一腔体31提供声容。

根据亥姆霍兹(Helmholtz)谐振器设计理论，通过调整第一腔体31的尺寸和第二腔体32的尺寸，可以改变声谐振器300的谐振频率，使声谐振器300的频率与壳体100的最大振幅的频率一致。具体地，根据亥姆霍兹(Helmholtz)谐振器设计理论，声谐振器300的谐振频率的公式为：

其中，M为声质量，C为声容。

其中，L为第二腔体32的长度，ρ为第二腔体32的截面积，V为第一腔体31的体积，c0为空气中声波的速度。

从上述公式中可以看出，声谐振器300的谐振频率取决于第二腔体32的长度、截面积以及第一腔体31的体积。第一腔体31可以为球形、立方体形或者其它形状的腔体，第二腔体32可以为柱形腔体，其截面可以为圆形、方形或其它形状。

应用于手机中的扬声器模组200可以为微型扬声器，壳体100的振动频率较低，例如处于100HZ-2000HZ之间。对应地，声谐振器300的谐振频率小于2000HZ。可设置第二腔体32的直径处于0.4-1.5mm的范围内，设置第二腔体32的长度在1-10mm之间，设置第一腔体31的体积在0.2-1.5cm^3。

本申请实施例中，声谐振器300的数量可以为两个或两个以上。设置两个或两个以上声谐振器300时，可设置其中一个声谐振器300的频率与壳体100的最大振幅的频率一致，以使这一个声谐振器300可以减少壳体100在该频率处的振幅。

在一种可能的实施方式中，电子设备的壳体100内设置有两个声谐振器300，两个声谐振器300并联设置。图3为本申请一实施例提供的具有并联设置的两个声谐振器的电子设备的结构示意图。参考图3所示，并联设置的两个声谐振器300，即两个声谐振器300独立设置互不连通，两个声谐振器300均位于开放声腔内，分别起到吸收声能量的作用。两个声谐振器300可以具有不同的谐振频率，以分别减轻不同频率段内的振动；两个声谐振器300可以并排设置或层叠设置，两个声谐振器300的开孔321可以朝向一致，均靠近导声通道241设置，以尽量减少传播到壳体100处的声能量，提高减振效果。

在另一种可能的实施方式中，电子设备的壳体100内设置有两个声谐振器300，两个声谐振器300串联设置。图4为本申请一实施例提供的具有串联设置的两个声谐振器的电子设备的结构示意图。参考图4所示，串联设置的两个声谐振器300，即两个声谐振器300互相连通，仅一个声谐振器300的开孔321与外部连通。具体地，第一个声谐振器300的开孔321与外部连通，第二个声谐振器300的开孔321与第一个声谐振器300的第一腔体31连通，第二个声谐振器300的开孔321可以连接在第一个声谐振器300的第一腔体31上的任意位置。两个声谐振器300可以具有不同的谐振频率，以分别减轻不同频率段内的振动。

图5为本申请一实施例提供的电子设备中声谐振器对电子设备壳体的振幅的影响效果的示意图。参考图5所示，需要说明的是，横坐标表示电子设备壳体100的振动频率，壳体100在振动时，受到形状、材料、内部器件布局等因素的影响，壳体100的不同位置处的振幅大小可能不同，其中，纵坐标表示电子设备的壳体100上最大的振幅值。也就是说，图5中曲线上任一点的含义是，电子设备的壳体100的振动频率为横坐标的值时，对应地，壳体100上存在一个位置的振幅最大，该位置处的振幅即为纵坐标的值。

图5中实线表示未设置声谐振器300时电子设备壳体100的振幅和频率之间的对应关系，在100HZ-2000HZ的范围内，随着振动频率的增加，壳体100的振幅先逐渐增加，并在振动频率处于500HZ附近时，达到振幅的最大值，随后又逐渐减小。

图5中的虚线表示增设一个声谐振器300时电子设备壳体100的振幅和频率之间的对应关系，声谐振器300的谐振频率与壳体100最大振幅对应的频率一致，即处于500HZ附近。此时，壳体100的振动频率在500HZ附近时，振幅显著降低，形成了一个波谷。并且，振动频率处于100HZ-800HZ之间时，振幅均存在不同程度的降低。因此，增设一个声谐振器300，设置声谐振器300的频率和壳体100的最大振幅对应的频率一致，可有效降低壳体100的振幅，提高用户握持体验。

图5中的点划线表示增设两个声谐振器300时电子设备壳体100的振幅和频率之间的对应关系，其中一个声谐振器300的谐振频率与壳体100最大振幅对应的频率一致，即处于500HZ附近。此时，壳体100在频率处于500HZ附近时，振幅显著降低，并且，在频率处于220HZ附近时，振幅也显著降低，形成了两个波谷。此外，振动频率处于100HZ-900HZ之间时，振幅均存在不同程度的降低。因此，增设两个声谐振器300，设置其中一个声谐振器300的频率和壳体100的最大振幅对应的频率一致，降低壳体100的振幅的效果更好，有利于进一步提高用户握持体验。

可以理解地，开放声腔内增设的声谐振器300的数量可以为三个或更多个，以进一步降低壳体100的振幅，提高减振效果。

本申请实施例中，在满足形成亥姆霍兹(Helmholtz)共振腔的基础上，声谐振器300的具体结构形式可以有多种，例如，声谐振器300可以为一个单独成型的器件，固定在壳体100的内部；或者声谐振器300可以通过利用壳体100的内壁面，以及壳体100内包括扬声器模组200在内的电子器件的外壁面，通过在空余间隙内设置泡棉或者软橡胶条等材料，围设成具有两个腔体的声谐振器300；或者，可以在扬声器模组200上增设腔体，形成与扬声器模组200一体的声谐振器300。

下面结合附图来对本申请实施例提供的电子设备中声谐振器的不同结构形式进行说明。

场景一

本申请实施例中，以手机为上述电子设备的例子来进行说明。

图6为本申请一实施例提供的电子设备的立体结构示意图。参考图6所示，手机的壳体100包括屏幕11和电池盖12，屏幕11和电池盖12围设成收容空间，以收容电池、摄像模组、扬声器模组200等电子器件。其中，屏幕11可以液晶显示屏或者有机发光二极管柔性显示屏，电池盖12可以由金属盖、玻璃盖、塑胶盖等多种材料制成。电池盖12上开设有扬声孔121，以使扬声器模组200产生的声音可从扬声孔121传出至手机的外部。多个扬声孔121并排设置，可开设在电池盖12的侧壁上，位于手机的底部。

图7为本申请一实施例提供的对应于图6中A-A处的剖面结构示意图。参考图7所示，扬声器模组200位于显示屏11和电池盖12围成的收容空间内，扬声器模组200连接在电池盖12上，且靠近扬声孔121设置。

具体地，扬声器模组200的扬声器外壳21固定安装在电池盖12上，位于扬声器外壳21内部的扬声器本体22用于产生声音，扬声器本体22将扬声器外壳21分隔成前腔23和后腔24，出声孔231和扬声孔121正对设置，以将前腔23内扬声器本体22产生的声音导出，后腔24通过导声通道241与壳体100的内部连通。

扬声器模组200工作时，由于声波传递、气流冲击和结构振动，会引起电池盖12振动。为了减弱电池盖12的振动，本实施例中，扬声器模组200的附近还设置有声谐振器300，用于吸收扬声器模组200产生的声能量，以减少传播到电池盖12处的声能量，从而达到降低壳体100的振幅的目的。

声谐振器300包括相互连通的第一腔体31和第二腔体32，第二腔体32的内径尺寸小于第一腔体31的内径尺寸，第二腔体32通过开孔321与外部连通，第二腔体32提供声质量，第一腔体31提供声容。本实施例中，声谐振器300为单独成型的一个部件，包括谐振器外壳，第一腔体31和第二腔体32为开设在谐振器外壳内部的中空腔体，谐振器外壳可通过注塑成型等方式制作，声谐振器300通过粘接等方式固定在电池盖12上。

图8为图7提供的电子设备对应的拆解结构示意图，图9为8中B处的放大图，图10为图7提供的电子设备对应的另一角度的拆解结构示意图，图11为图10中C处的放大图。参考图8-图11所示，扬声器模组200的出声孔231，可设置为一个长条形孔，出声孔231的尺寸与多个并排设置的扬声孔121相匹配，扬声器模组200连接在电池盖12上时，出声孔231开孔朝向电池盖21的外部，且正对扬声孔121设置。扬声器模组200的导声通道241，朝向电池盖12的内部设置，以充分利用手机内部空间作为开放声腔。

声谐振器300的谐振器外壳可以呈长方体设置，其内部为中空结构，具有第一腔体31和第二腔体32，第一腔体31的体积大于第二腔体32，第二腔体32通过开孔321与外部连通，开孔321可以位于该长方体的面对导声通道241的位置上，以缩短导声通道241和第二腔体32之间的距离，减少传播到电池盖12上的声能量。

本申请实施例提供的电子设备，在电子设备的开放声腔内单独安装在电池盖上的声谐振器，注塑成型容易实现，声谐振器可吸收部分扬声器模组的声能量，从而减小传播到电池盖处的声能量，达到降低电池盖的振幅的目的。

场景二

电子设备的壳体100内还设置有若干个电子器件400，电子器件400可以为电池、充电模组、芯片等结构。利用电子器件400、扬声器模组200以及壳体100的内壁，可围设形成具有第一腔体31和第二腔体32的声谐振器300。

图12为本申请一实施例提供的电子设备的内部电子器件的布局示意图。参考图12所示，在电子器件400的上下表面分别与显示屏11和电池盖12密封连接的基础上，调整多个电子器件400的位置，可使任意相邻的两个电子器件400之间具有间隔，则该间隔与显示屏11和电池盖12共同构成腔体。设置该间隔具有两段不同的宽度，且较窄宽度的一侧具有开口，则该间隔可构成第一腔体31和第二腔体32，第二腔体32的体积小于第一腔体31，第二腔体32与外部通过开孔321连通，即形成了声谐振器300。

图13为本申请一实施例提供的电子设备的内部电子器件的另一种布局示意图。参考图13所示，在电子器件400的上下表面分别与显示屏11和电池盖12密封连接的基础上，调整多个电子器件400的位置，可使电子器件400和电池盖12的侧壁具有间隔，则该间隔与显示屏11和电池盖12共同构成腔体。借助电池盖12的侧壁来形成腔体的其中一个表面，可使更少数量的电子器件400即可完成声谐振器300的设置，从而降低电子器件400的排布难度。

图14为本申请一实施例提供的电子设备的内部电子器件的又一种布局示意图。参考图14所示，在扬声器模组200和电子器件400的上下表面分别与显示屏11和电池盖12密封连接的基础上，调整多个电子器件400的位置，可使电子器件300和扬声器模组200之间具有间隔，该间隔与显示屏11、电池盖12的侧壁和底壁共同构成腔体。同时借助扬声器模组299和电池盖12的侧壁来形成声谐振器的腔体，可进一步减少需要利用的电子器件400的数量，从而降低电子器件400的排布难度。

在一种可选的实施方式中，声谐振器300还可以通过密封件33围设形成，密封件33可围设成第一腔体31和第二腔体32的外轮廓，将密封件33夹设在电子器件400之间、或者电子器件400和壳体100的内壁之间，即可形成具有第一腔体31和第二腔体32的声谐振器300。

图15为本申请一实施例提供的电子设备的另一种拆解示意图，图16为图15中D处的放大图，图17为图15提供的电子设备的对应于图6的A-A处的剖面结构示意图。参考图15-图17所示，本申请实施例中，密封件33夹设在电子器件400和电池盖12的底壁之间，密封件33围成的图形、电子器件400的平整面和电池盖12的底壁，共同构成具有第一腔体31和第二腔体32的声谐振器300。

其中，密封件33可以为乙烯-醋酸乙烯共聚物泡棉、聚乙烯泡棉、聚氨基甲酸酯泡棉、亚克力泡棉、高发泡聚丙烯、橡胶条中的一种或者多种。

可以理解的是，密封件33与电子器件400、壳体100之间采用密封连接，以保证声谐振器300的腔体在除了开孔321处的其它位置均保持密封性。示例性地，密封件33具有弹性，其夹设在电子器件400之间或者电子器件400和壳体之间时，受到挤压力发生变形，从而可保证密封性。或者，密封件33的与电子器件400、壳体100连接的表面具有胶层，密封件33具备粘性时，和电子器件400、壳体100之间连接可靠，且可保证声谐振器300在除了开孔321处的其它位置均保持密封性。

在使第一腔体31和第二腔体32的尺寸可满足声谐振器300的谐振频率要求的基础上，密封件33围成的图形还需要适应于电子器件400的尺寸。密封件33围成的图形的轮廓外形具有多种实现方式。例如，对应于第一腔体31和第二腔体32的图形可以均为长方形，对应于第一腔体31的图形的面积大于对应于第二腔体32的图形的面积，对应于第二腔体32的图形上设置有缺口，用于形成第二腔体32的开孔321。参考图16所示，第一腔体31和第二腔体32的长度方向一致。图18为本申请一实施例提供的声谐振器的另一种结构示意图。参考图18所示，第一腔体31和第二腔体32的长度方向也可以不一致。

不难理解的是，在采用泡棉、橡胶条等材料在电子器件之间、或者电子器件和壳体的内壁之间围设形成声谐振器300时，该电子器件包括扬声器模组200本身，即也可利用扬声器模组200的扬声器外壳21的外壁面。

图19为本申请一实施例提供的电子设备的再一种拆解结构示意图，图20为图19中E处的放大图。参考图19-图20所示，在一种可能的实施方式中，声谐振器300设置在扬声器外壳21和显示屏11之间。扬声器外壳21连接在电池盖12上，扬声器外壳21的顶部和显示屏11之间具有一定高度的间隙，在该高度范围内，设置密封件33围设成声谐振器300的轮廓，设置密封件33和扬声器外壳21、显示屏11之间密封连接，则扬声器外壳21、密封件23和显示屏11共同构成具有第一腔体31、第二腔体32的声谐振器300。

本申请实施例提供的电子设备，在电子设备的开放声腔内利用电子器件和壳体内壁之间的空间，通过利用电子器件的位置，直接使电子器件和壳体内壁之间构成声谐振器，或者采用泡棉围设形成声谐振器，可在减小传播到电池盖处的声能量，达到降低电池盖的振幅的目的的同时，合理利用了电子设备的内部空间，提高了空间利用率。

场景三

图21为本申请一实施例提供的电子设备的扬声器模组的结构示意图，图22为图21中的扬声器模组安装在电子设备中对应的拆解结构示意图。参考图21和图22所示，声谐振器300可以和扬声器模组200一体设置，以充分利用扬声器模组200本身的制造工艺和结构形状，保证尺寸公差，同时，不增加额外的部件，便于电子设备的装配。

其中，扬声器模组200包括扬声器外壳21，扬声器外壳21相对的两个侧面上分别开设有出声孔231和导声通道241。声谐振器300的谐振器外壳和扬声器外壳21一体成型，其内部为空心结构，用来形成共振腔体，声谐振器300的谐振器外壳上设置有连通内部共振腔体和外部的开孔321。声谐振器300的谐振器外壳与扬声器外壳21的相对关系具有多种形式，示例性地，如图21所示，声谐振器300的谐振器外壳位于扬声器外壳21的一侧，开孔321邻近导声通道241设置。

图23为图21中F-F处的剖面结构示意图。参考图21和23所示，扬声器模组200还包括位于扬声器外壳21内部的扬声器本体22，扬声器本体22用于产生声音，扬声器本体22将扬声器外壳21分隔成前腔23和后腔24，前腔23通过出声孔231将扬声器本体22产生的声音导出，后腔24通过导声通道241与壳体100的内部连通。

图24为图21中H-H处的剖面结构示意图。参考图21和24所示，声谐振器300包括相互连通的第一腔体31和第二腔体32，第二腔体32的管径小于第一腔体31，第二腔体32通过开孔321与外部连通。

本申请实施例提供的电子设备，设置声谐振器与扬声器模组的扬声器外壳一体成型，声谐振器具有第一腔体和第二腔体，可在减小传播到电池盖处的声能量，达到降低电池盖的振幅的目的的同时，充分利用扬声器模组本身的制造工艺和结构形状，保证尺寸公差。

上述实施例中，通过设置声谐振器300吸收扬声器模组200的声波能量，以减轻壳体100的振动。在一种可行的实施方式中，还可以通过使气流振动的能量衰减，来减轻壳体100的振动。

示例性地，图25为本申请一实施例提供的电子设备的扬声器模组的另一种结构示意图。参考图25所示，在一种可能的实施例中，扬声器模组200的导声通道241中可填充吸音材料242。吸音材料242可以为疏松多孔的纤维、泡棉颗粒、沸石、活性炭等能使空气振动能量衰减的材料。当扬声器本体22振动时，振动产生的气流经过导声通道241进入开放声腔的过程中，通过吸音材料242的吸附作用，空气与吸音材料242中的空隙的摩擦作用会造成空气的能量衰减，从而减轻壳体100的振动。

图26为本申请一实施例提供的电子设备的扬声器模组的再一种结构示意图。参考图26所示，在另一种可能的实施例中，扬声器模组200的导声通道241内可设置多个隔板243，多个隔板243可分别自导声通道241两侧的内壁面相向延伸，形成具有弯曲路径的减振通道244。当扬声器本体22振动时，振动产生的气流经过导声通道241进入开放声腔的过程中，在减振通道244内产生多次变向与反射，同时减振通道244本身也可吸收其内空气振动的能量，相结合地起到了使减振通道244内空气振动传播的气流能量衰减的作用，从而减弱了传递至开放声腔的声音振动能量，减轻壳体100的振动。

本申请实施例中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。本申请实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例各实施例技术方案的范围。