便携式电子设备论文和设计

全文摘要

本申请涉及便携式电子设备。便携式电子设备包括：外壳，所述外壳包括承载多个部件的密封腔体，所述外壳包括第一开口和第二开口；气压通气孔，所述气压通气孔设置在流体耦接至所述第一开口的第一端口中，所述气压通气孔使得所述密封腔体内的流体与所述外壳外部的环境中的流体平衡；和传感器，所述传感器设置在流体耦接至所述第二开口的第二端口中，其中所述第一端口与所述第二端口隔离开。在一些实施方案中，便携式电子设备是移动电话，并且传感器是压力换能器。

主设计要求

1.一种便携式电子设备，包括：外壳，所述外壳包括承载多个部件的密封腔体，所述外壳包括第一开口和第二开口；气压通气孔，所述气压通气孔设置在流体耦接至所述第一开口的第一端口中，所述气压通气孔使得所述密封腔体内的流体与所述外壳外部的环境中的流体平衡；和传感器，所述传感器设置在流体耦接至所述第二开口的第二端口中，其中所述第一端口与所述第二端口隔离开。

设计方案

1.一种便携式电子设备，包括：

外壳，所述外壳包括承载多个部件的密封腔体，所述外壳包括第一开口和第二开口；

气压通气孔，所述气压通气孔设置在流体耦接至所述第一开口的第一端口中，所述气压通气孔使得所述密封腔体内的流体与所述外壳外部的环境中的流体平衡；和

传感器，所述传感器设置在流体耦接至所述第二开口的第二端口中，其中所述第一端口与所述第二端口隔离开。

2.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其中所述传感器设置在所述第二端口中所包括的辅气压通气孔后面，所述辅气压通气孔被配置为防止液体接触所述传感器。

3.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其中设置在所述密封腔体内的所述多个部件包括下述中的一者或多者：

处理器；

存储器；

印刷电路板；或

能量存储装置。

4.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其中所述第二端口经由流体通道流体地耦接至第三端口，并且其中音频换能器设置在所述第三端口内辅气压通气孔后面。

5.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其中所述气压通气孔包括聚四氟乙烯(PTFE)膜，所述聚四氟乙烯(PTFE)膜具有与所述传感器的所需时间常数不相容的特定深度额定值。

6.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其中所述传感器为压力换能器。

7.根据权利要求6所述的便携式电子设备，其中所述压力换能器为包封在凝胶中的微电子机械系统(MEMS)装置。

8.一种便携式电子设备，包括：

外壳，所述外壳包括形成于其中的腔体；

形成于所述外壳中的第一开口和第二开口；

第一端口，所述第一端口流体地耦接到所述腔体和所述第一开口；

位于所述第一端口中的透气膜，所述透气膜能够从外部环境排放所述腔体中的气体；

第二端口，所述第二端口流体地耦接到所述腔体和所述第二开口，所述第二端口与所述第一端口隔离；和

传感器，所述传感器位于所述腔体中并且与所述第二端口对准。

9.根据权利要求8所述的便携式电子设备，其中

所述外壳包括第一侧壁和第二侧壁，

所述第一开口位于所述第一侧壁上，并且

所述第二开口位于所述第二侧壁上。

10.根据权利要求8所述的便携式电子设备，还包括用户界面元件，其中：

所述外壳包括侧壁，

所述第二端口和所述第二开口形成于所述侧壁中，并且

所述第二端口位于所述用户界面元件的后面。

11.根据权利要求8所述的便携式电子设备，还包括显示器组件，其中所述腔体经由所述外壳的表面和所述显示器组件的表面之间的粘合结合来密封。

12.根据权利要求8所述的便携式电子设备，还包括用户界面元件，其中：

所述外壳包括第一侧壁和第二侧壁，

所述第一端口形成于所述第一侧壁中，并且

所述第二端口形成于所述第二侧壁中。

13.根据权利要求8所述的便携式电子设备，其中所述第一端口包括倾斜的壁，所述壁限定锥形端口。

14.根据权利要求13所述的便携式电子设备，其中所述锥形端口限定第一锥形端口，并且其中所述第二端口包括倾斜的壁以限定第二锥形端口。

15.一种便携式电子设备，包括：

限定腔体的外壳，所述外壳包括侧壁，所述侧壁包括：

第一端口，所述第一端口通向位于所述侧壁的外表面上的第一开口并通向位于所述侧壁的内表面上的第二开口，所述第二开口相对于所述第一开口偏移，

第二端口，所述第二端口通向位于所述外表面上的第三开口并通向位于所述内表面上的第四开口，其中所述第一开口与所述第三开口相隔第一距离，并且其中所述第二开口与所述第四开口相隔第二距离，所述第二距离大于所述第一距离；

透气通气孔，所述透气通气孔覆盖所述第二开口；和

传感器，所述传感器位于所述腔体中并覆盖所述第四开口。

16.根据权利要求15所述的便携式电子设备，其中所述侧壁包括通向位于所述外表面上的第五开口并通向位于所述内表面上的第六开口的第三端口，其中所述第五开口与所述第三开口相隔第三距离，并且其中所述第六开口与所述第四开口相隔第四距离，所述第四距离大于所述第三距离。

17.根据权利要求16所述的便携式电子设备，其中所述第一端口限定第一对角线通路，并且其中所述第三端口限定第二对角线通路。

18.根据权利要求15所述的便携式电子设备，其中所述传感器包括包封在凝胶中的微电子机械系统(MEMS)装置。

19.根据权利要求15所述的便携式电子设备，其中所述第一端口包括倾斜的壁，所述壁限定锥形端口。

20.根据权利要求19的便携式电子设备，其中所述锥形端口限定第一锥形端口，并且其中所述第二端口包括倾斜的壁以限定第二锥形端口。

设计说明书

技术领域

所述实施方案整体涉及便携式电子设备架构。更具体地，本实用新型的实施方案涉及压力传感器在便携式电子设备内的集成。

背景技术

全世界数十亿人依赖移动电话、平板电脑、可穿戴设备等。人们一醒来就立即看他们的手机或平板电脑以阅读早间新闻或查看他们的电子邮件。人们携带这些设备离开家奔赴上班途中，这些设备为人们更新公交路线、路况信息、当天的比赛得分等等。已开发出用于提供与用户日常运动相关的健康通知、全天跟踪用户的位置，以及在各种社交媒体帐户上共享带有地理标签的照片的应用程序。这些应用程序是通过嵌入便携式电子设备内的各种传感器来实现的，例如全球定位系统(GPS)传感器、加速度计、陀螺仪、光学心跳监测器、压力传感器、温度传感器等。

随着用户越来越依赖这些设备，设备被设计得越来越稳健。例如，塑料部件可用金属部件来替代，或者玻璃部件可更厚并且可用钢化玻璃制成。这些设备还被设计用于更广泛的环境中。例如，通常可在温度降至冰点以下的登山或滑雪\/徒步旅行中携带设备，或者通常可能在水中或水边携带设备。因此，通常将设备设计成具有一定程度的耐水性，因为水可导致设备内的电子部件出现故障。

然而，将设备密封使得设备可在至少一定程度上浸没在水中可产生影响设备中所包括的一些传感器的操作的非预期后果。例如，当部件被封装或封闭在密封环境中时，密封设备可导致工作温度升高。又如，传感器(例如，温度传感器或压力换能器)可不太精确，因为它们密封在设备内并且不与外部环境直接接触。因此，期望的是将各种传感器集成在便携式电子设备中的改进方式。

实用新型内容

本申请一方面公开了一种便携式电子设备。该便携式电子设备包括：外壳，所述外壳包括承载多个部件的密封腔体，所述外壳包括第一开口和第二开口；气压通气孔，所述气压通气孔设置在流体耦接至所述第一开口的第一端口中，所述气压通气孔使得所述密封腔体内的流体与所述外壳外部的环境中的流体平衡；和传感器，所述传感器设置在流体耦接至所述第二开口的第二端口中，其中所述第一端口与所述第二端口隔离开。

根据一个实施例，所述传感器设置在所述第二端口中所包括的辅气压通气孔后面，所述辅气压通气孔被配置为防止液体接触所述传感器。

根据一个实施例，设置在所述密封腔体内的所述多个部件包括下述中的一者或多者：处理器；存储器；印刷电路板；或能量存储装置。

根据一个实施例，所述第二端口经由流体通道流体地耦接至第三端口，并且其中音频换能器设置在所述第三端口内辅气压通气孔后面。

根据一个实施例，所述气压通气孔包括聚四氟乙烯(PTFE)膜，所述聚四氟乙烯(PTFE)膜具有与所述传感器的所需时间常数不相容的特定深度额定值。

根据一个实施例，所述传感器为压力换能器。

根据一个实施例，所述压力换能器为包封在凝胶中的微电子机械系统(MEMS)装置。

本申请另一方面公开了一种便携式电子设备。该便携式电子设备包括：外壳，所述外壳包括形成于其中的腔体；形成于所述外壳中的第一开口和第二开口；第一端口，所述第一端口流体地耦接到所述腔体和所述第一开口；位于所述第一端口中的透气膜，所述透气膜能够从外部环境排放所述腔体中的气体；第二端口，所述第二端口流体地耦接到所述腔体和所述第二开口，所述第二端口与所述第一端口隔离；和传感器，所述传感器位于所述腔体中并且与所述第二端口对准。

根据一个实施例，所述外壳包括第一侧壁和第二侧壁，所述第一开口位于所述第一侧壁上，并且所述第二开口位于所述第二侧壁上。

根据一个实施例，所述便携式电子设备还包括用户界面元件，其中：所述外壳包括侧壁，所述第二端口和所述第二开口形成于所述侧壁中，并且所述第二端口位于所述用户界面元件的后面。

根据一个实施例，所述便携式电子设备还包括显示器组件，其中所述腔体经由所述外壳的表面和所述显示器组件的表面之间的粘合结合来密封。

根据一个实施例，所述便携式电子设备还包括用户界面元件，其中：

所述外壳包括第一侧壁和第二侧壁，

所述第一端口形成于所述第一侧壁中，并且

所述第二端口形成于所述第二侧壁中。

根据一个实施例，所述第一端口包括倾斜的壁，所述壁限定锥形端口。

根据一个实施例，所述锥形端口限定第一锥形端口，并且其中所述第二端口包括倾斜的壁以限定第二锥形端口。

本申请再一方面公开了一种便携式电子设备。该便携式电子设备包括：限定腔体的外壳，所述外壳包括侧壁，所述侧壁包括：第一端口，所述第一端口通向位于所述侧壁的外表面上的第一开口并通向位于所述侧壁的内表面上的第二开口，所述第二开口相对于所述第一开口偏移，第二端口，所述第二端口通向位于所述外表面上的第三开口并通向位于所述内表面上的第四开口，其中所述第一开口与所述第三开口相隔第一距离，并且其中所述第二开口与所述第四开口相隔第二距离，所述第二距离大于所述第一距离；透气通气孔，所述透气通气孔覆盖所述第二开口；和传感器，所述传感器位于所述腔体中并覆盖所述第四开口。

根据一个实施例，所述侧壁包括通向位于所述外表面上的第五开口并通向位于所述内表面上的第六开口的第三端口，其中所述第五开口与所述第三开口相隔第三距离，并且其中所述第六开口与所述第四开口相隔第四距离，所述第四距离大于所述第三距离。

根据一个实施例，所述第一端口限定第一对角线通路，并且其中所述第三端口限定第二对角线通路。

根据一个实施例，所述传感器包括包封在凝胶中的微电子机械系统(MEMS)装置。

根据一个实施例，所述第一端口包括倾斜的壁，所述壁限定锥形端口。

根据一个实施例，所述锥形端口限定第一锥形端口，并且其中所述第二端口包括倾斜的壁以限定第二锥形端口。

本文描述了涉及包括集成的压力传感器的便携式电子设备(例如，移动电话、平板电脑等)的各种实施方案。便携式电子设备包括限定其中设置有多个部件的腔体的外壳。腔体被密封以在该腔体内形成空气容积，该腔体通过流体地耦接到外壳中的第一开口的气压通气孔通风到外部环境。传感器(例如，压力传感器)测量隔离腔室内的第二空气容积的特性，该隔离腔室通过外壳中的第二开口通风到外部环境。第二空气容积与便携式电子设备的外壳内的第一空气容积隔离。

在一些实施方案中，公开了一种便携式电子设备，其包括设置在外壳的密封腔体内的多个部件。便携式电子设备包括设置在第一端口中的气压通气孔和设置在第二端口中的传感器，该第一端口流体地耦接到便携式电子设备的外壳中的第一开口，该气压通气孔使得密封腔体内的流体与便携式电子设备的外壳外部的环境中的流体平衡，该第二端口流体地耦接到便携式电子设备的外壳中的第二开口。第一端口与第二端口隔离开来。

在一些实施方案中，传感器为压力换能器。压力换能器可以是包封在凝胶中以保护传感器免受液体影响的微机电系统(MEMS)装置。在其他实施方案中，传感器为温度传感器。在一些实施方案中，便携式电子设备可包括设置在外壳的与密封腔体隔离的多个端口中的多个传感器。

在一些实施方案中，传感器设置在第二端口中所包括的辅气压通气孔后面。辅气压通气孔被配置为防止液体接触传感器。在一些实施方案中，第二端口邻近设置在便携式电子设备的外壳的开口中的用户界面元件而定位。

在一些实施方案中，设置在密封腔体内的多个部件可包括处理器、存储器、印刷电路板或储能装置中的一者或多者。在一些实施方案中，利用设置在外壳的表面与便携式电子设备的显示器组件的对应表面之间的粘合剂来密封腔体。

在一些实施方案中，第二端口通过流体通道流体耦接到第三端口。音频换能器可设置在第三端口内辅气压通气孔后面。

在一些实施方案中，气压通气孔包括聚四氟乙烯膜，所述聚四氟乙烯膜具有与传感器的所需时间常数不相容的特定深度额定值。深度额定值是聚四氟乙烯膜在特定压差下抗液体在整个膜上的渗透能力的表征。传感器的时间常数是传感器对所测量介质的变化的响应时间的表征。

在一些实施方案中，公开了一种便携式电子设备的外壳。外壳包括铝基板以及在铝基板的一个或多个外表面中的多个开口，所述铝基板具有形成于其中的腔体。多个开口中的每个开口通向铝基板内的端口。外壳包括第一开口和第二开口，该第一开口通向流体耦接至腔体的第一端口，该第二开口通向与第一端口隔离开来的第二端口。第一端口被配置为包括能够使腔体中的气体排放到外部环境的透气膜，并且第二端口被配置为包括传感器。

在一些实施方案中，第一开口位于外壳的第一表面上，并且第二开口位于外壳的第二表面上。第二端口可位于设置在第二开口内的用户界面元件后面。在一些实施方案中，通过外壳的表面和显示器组件的表面之间的粘结结合来密封腔体。

在一些实施方案中，公开了一种移动电话，该移动电话包括：以粘合方式粘结到外壳以形成密封腔体的显示器组件、设置在密封腔体中的操作部件、主气压通气孔和传感器。操作部件包括处理器、存储器和储能装置。主气压通气孔设置在将腔体与外部环境流体耦接的第一端口内。传感器设置在将传感器与外部环境流体耦接的第二端口内，该第二端口与密封腔体内的空气隔离。

在一些实施方案中，移动电话还包括设置在第三端口内的音频换能器，该第三端口通过形成于外壳中的流体通道流体地耦接到第二端口。在一些实施方案中，移动电话还包括设置在第三端口内的第二传感器，该第三端口将第二传感器与外部环境流体地耦接，该第三端口与密封腔体内的空气隔离。在一些实施方案中，传感器为压力换能器，并且第二传感器为温度传感器。

在一些实施方案中，第一端口的几何结构和第二端口的几何结构被设计成促进液体从端口中排出。在一些实施方案中，传感器设置在第二端口中所包括的辅气压通气孔后面。

根据结合以举例的方式示出所述实施方案的原理的附图而进行的以下详细描述，本实用新型的其他方面和优点将变得显而易见。

附图说明

本公开通过下面结合附图的具体描述将更易于理解，其中类似的附图标记表示类似的结构元件。

图1示出了根据一些实施方案的便携式电子设备。

图2为根据一些实施方案的图1的便携式电子设备的各种部件的分解图。

图3示出了根据一些实施方案的在便携式电子设备的外壳中实现的多个端口。

图4示出了根据一些实施方案的用于保持传感器干燥的技术。

图5示出了根据其他实施方案的部件相对于便携式电子设备的外壳的另选排布结构。

图6示出了根据一些实施方案的设置在接近便携式电子设备的用户界面元件而定位的端口内的传感器。

图7示出了根据一些实施方案的便携式电子设备。

图8示出了根据一些实施方案的可被用于实施本文所述的各种装置和\/或方法的示例性计算设备的详细视图。

具体实施方式

在该部分描述了根据本申请的方法与装置的代表性应用。提供这些实施例仅为了添加上下文并有助于理解所描述的实施方案。因此，对于本领域的技术人员而言将显而易见的是，可在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践所述实施方案。在其他情况下，为了避免不必要地模糊所述实施方案，未详细描述熟知的处理步骤。其他应用是可能的，使得以下实施例不应被当作是限制性的。

在以下详细描述中，参考了形成说明书的一部分的附图，并且在附图中以例示的方式示出了根据所述实施方案的具体实施方案。虽然这些实施方案被描述得足够详细，以使本领域的技术人员能够实践所述实施方案，但是应当理解，这些示例不是限制性的；使得可以使用其他实施方案，并且可以在不脱离所述实施方案的实质和范围的情况下作出修改。

传感器通常包括在便携式电子设备的外壳的腔体内。可通过在腔体的周围施加粘合剂来密封腔体，以将诸如显示器组件或玻璃基板等第二部件粘结到外壳，从而封闭腔体。密封腔体需要气压通气孔以允许气体从外部环境流入腔体或从腔体流出。如果腔体内的气体由于温度变化而膨胀，则未提供气压通气孔可能导致故障。此外，如果气压通气孔的流速不足以补偿腔体内的空气和外部环境中的空气之间压差的迅速上升，则也可能发生故障。

气压通气孔的设计可限制设备的耐水性的效果。对腔体中的空气和外部环境中的空气之间的压差变化进行快速响应的气压通气孔可能不具有很好的耐水性能。然而，当腔体内空气的压力和\/或温度未准确地反映外部环境的特性时，具有更好的耐水性能的气压通气孔可能导致来自腔体内传感器的读数不准确的问题。

这一问题的一个解决方案是在外壳中设计多个端口，该多个端口使外部环境流体地耦接到外壳内的腔体。气压通气孔通过外壳中的第一端口流体地耦接到外部环境。诸如压力换能器之类的传感器通过外壳中的第二端口流体地耦接到外部环境。第一端口与第二端口隔离开来，使得除了通过外部环境之外，第一端口中的流体不与第二端口中的流体耦接。第二端口中所包括的传感器不与来自用于平衡外壳的主腔体中的流体的气压通气孔的外部环境隔离。因此，传感器必须能够处理与进入第二端口的水的接触，或者传感器应通过第二气压通气孔与第二端口中的外部环境隔离开。在传感器测量与由主气压通气孔调控的腔体解耦的流体的特性的情况下，可修改主气压通气孔的设计以提高设备的耐水性，而不依赖于传感器的精度。这使得设备的深度额定值大幅增加，而不会对压力换能器的读数产生负面影响。

下文参考图1至图8来论述这些实施方案和其他实施方案；然而，本领域的技术人员将容易地理解，本文相对于这些附图的所给出的详细描述仅出于说明性目的并且不应理解为限制性的。

图1示出了根据一些实施方案的便携式电子设备100。便携式电子设备100是包括外壳102、显示器组件104、连接器端口106、扬声器108、各种开口110和界面元件112的移动电话。外壳102可包括基板，该基板具有形成于其中的腔体。外壳102可由金属、塑料、陶瓷或它们的任何组合形成。外壳102可通过技术的组合来加工、锻造、模制、挤压或以其他方式形成。在一些实施方案中，外壳102由铝坯加工而成并且包括形成于其中的多个结构。主结构为铝坯的表面中的通向腔体的开口。便携式电子设备100的操作部件可设置在腔体内。

显示器组件104至少部分地通过一个或多个机械紧固件114被固定到壳体102，该一个或多个机械紧固件通过外壳102一侧中的开口而设置。在一些实施方案中，机械紧固件114可被省略，并且显示器组件104通过粘合剂或在外壳的外表面上不可见的隐藏紧固件而被完全固定到外壳。

在一些实施方案中，连接器端口106是外壳102的表面中的开口，该开口接纳附接到具有多个导体的缆线的凸形连接器。凹形连接器设置在连接器端口中，使得电力和\/或数据信号被提供至设置在外壳102内的部件。

在一些实施方案中，显示器组件104包括显示单元，诸如设置在背光源上的液晶显示器(LCD)层。另选地，显示单元可为不包括背光源的有机发光二极管(OLED)显示器。显示器组件104还可包括用于检测显示器组件104的表面上的触摸输入的一个或多个触摸传感器。在一些实施方案中，显示器组件104被玻璃基板覆盖，该玻璃基板可粘附到显示器组件104的顶部表面。玻璃基板可包括邻近扬声器108定位的开口。

便携式电子设备100可包括靠近外壳102的顶部边缘定位的扬声器108。扬声器108能够再现音频信号，使得用户可通过将扬声器置于用户的耳朵附近来收听语音呼叫。虽然未明确示出，但扬声器108可包括在一组件中，该组件还包括接收器(例如，用于接收射频无线信号的天线和信号电路)、前向摄像头(例如，设置在图像传感器上的透镜组件)、深度传感器、麦克风和\/或邻近外壳102的顶部边缘所包括的各种附加部件。

便携式电子设备100可包括设置在外壳102表面中的开口内的界面元件112，诸如按钮。例如，用户可按压图1所示的按钮以增大或减小扬声器108的音量。虽然图1中仅示出了两个按钮，但应当理解，可沿外壳102的一个或多个表面包括附加界面元件112。例如，按钮或开关也可被包括在外壳102的表面上以切换静音操作模式。按钮或开关也可被包括在外壳102的相同或不同表面上，以切换提供给设备的部件的电力。

图2为根据一些实施方案的图1的便携式电子设备100的各种部件的分解图。分解图描绘了设置在印刷电路板204上的操作部件206。印刷电路板204封装在形成于外壳102中的腔体202内。腔体202使用粘合剂210密封，该粘合剂围绕腔体202的边缘的周边。粘合剂210形成外壳102的一个或多个表面和显示器组件104的对应一个或多个表面之间的粘结。

操作部件206可包括各种集成电路封装以及焊接到印刷电路板204的电子部件。在一些实施方案中，操作部件206可包括处理器、存储器、微机电系统(MEMS)器件、片上系统(SoC)、电容器、电阻器、电感器等。尽管未明确示出，但便携式电子设备100可包括由柔性连接器连接的两个或更多个印刷电路板，每个印刷电路板包括操作部件206的不同子集。便携式电子设备100还可包括储能装置，诸如锂离子电池，以及附加部件诸如触觉反馈系统。

在一些实施方案中，腔体202由粘合剂210密封以保护操作部件206免受水渍损害。水与电子部件接触可能导致短路，从而导致电气损坏，或者可能出现信号迹线或触点的腐蚀。然而，当密封容器中的气体与密封容器周围的气体之间发生压差时，将气体密封在容器中可能导致结构破坏。例如，当气体的温度升高时，密封容器内的气体的压力可增大。由于操作部件产生热量，因此气体需要将压力排放到外部环境中的能力。又如，外部环境的压力可能由于例如高度的变化而下降。腔体202中的气体与外部环境中的气体之间的正压差可迫使显示器组件104远离外壳102，从而导致由粘合剂210所形成的密封失效。破坏密封可使水进入腔体202中。纠正这一问题的一种解决方案是在外壳中所包括的端口中在腔体202和外部环境之间包括气压通气孔。

图3示出了根据一些实施方案的在便携式电子设备100的外壳102中实现的多个端口302。每个端口302是指穿过外壳102的侧壁形成的腔体。外壳102包括在102外壳的外表面中的通向端口302的开口110。每个端口302还通向外壳102的内表面中的对应开口。部件可设置在每个内部开口内，使得腔体202与外部环境350隔离开。

如图3所示，腔体202经由设置在第一端口302-1中的主气压通气孔310流体地耦接到外部环境350。诸如空气之类的流体可穿过开口110-1以进入第一端口302-1。气压通气孔310包括聚四氟乙烯(PTFE)膜。PTFE膜为透气的，但由于PTFE膜的孔结构和疏水特性而耐水渗透。在一些实施方案中，PTFE膜层压在其中包括开口的结构组件之间。PTFE膜设置在开口上并密封在两个结构组件之间，然后将其胶合或以其他方式装配到外壳102中的开口中。除渗透PTFE膜的任何气体之外，端口302-1被有效密封，与腔体202隔离开来。

应当理解，将气压通气孔310额定在特定深度。由于端口302-1通过开口110-1的方式对外部环境350开放，因此当便携式电子设备100浸于水中时，水或其他液体可进入端口302-1。虽然PTFE是疏水的，但增加水的压力将迫使水穿过PTFE膜。此外，腔体中的气体与外部环境350中的液体的压力之间的压差可使PTFE膜破裂。因此，气压通气孔310仅抵抗水进入腔体202最多至阈值深度。气压通气孔310的深度额定值可在几厘米和数米水深之间的范围内，其中水的表面处于一个大气的大气压力下。

常规地，将传感器置于腔体202中气压通气孔310后面。然而，气体通过PTFE膜的流速将影响与传感器相关联的时间常数。时间常数是指系统对阶跃输入作出反应的响应时间的表征。例如，小的气压通气孔310将限制气体通过端口302-1的流速，这可使设置在腔体202内的压力换能器的时间常数增大，因为腔体202中的压力与给定温度下腔体202中的气体量(例如，气体分子)相关。通过PTFE膜的流速取决于PTFE膜两侧的气体的压差，以及PTFE膜的对应结构和PTFE膜的横截面积。在其他实施方案中，气压通气孔310可包括抗液体渗透的任何透气膜。

为了使传感器320的时间常数与气压通气孔310的设计解耦，传感器320可经由单独端口302-2流体耦接到外部环境350。换句话讲，传感器320测量单独腔体(例如，第二端口302-2)中的流体，该腔体不同于包括操作部件206的密封腔体202。在一些实施方案中，端口302-2的容积远小于腔体202的容积，并且开口110-2的横截面积与端口302-2的容积的比率大于开口110-3的横截面积与腔体202的容积的比率。因此，与隔离在腔体202中的气压通气孔310后面的类似传感器相比，传感器320的时间常数降低。

在一些实施方案中，传感器320是安装在传感器外壳322中的MEMS装置。也可将传感器320封装在凝胶324内以保护传感器320不与水或可能进入端口302-2的任何其它腐蚀性流体接触。传感器320可以是被配置为测量外部环境中气体的大气压的压力换能器。传感器320通过测量与端口302-2内气体的压力相关的凝胶324的压力来间接测量该大气压。端口302-2中的气体还通过外壳102的外表面中的开口110-2流体地耦接到外部环境350中的气体。传感器320可以粘合方式粘结到外壳102中的内部开口，以将腔体202密封使之隔离于端口302-2。换句话讲，端口302-2中的气体不进入腔体202，并且腔体202中的气体不能通过端口302-2流出。

在其他实施方案中，传感器320可以是另一类型的传感器，诸如温度传感器、湿度计、空气污染\/颗粒传感器(例如，一氧化碳传感器)或被设计成测量外部环境350中流体(例如空气)的特性的任何其他类型的传感器。

在一些实施方案中，端口302-2可通过流体通道304与另一端口302-3流体耦接。单独部件330可设置在端口302-3中，但隔离在辅气压通气孔332后面。气压通气孔332保护部件330免受水的影响，但允许来自外部环境的气体到达部件330。在一些实施方案中，部件330是音频换能器。音频换能器可以是扬声器(例如，将电信号转换为声波)或麦克风(例如，将声波转换为电信号)。就扬声器而言，由音频换能器产生的声音离开开口110-3并且可在便携式电子设备100附近被听到。端口302-3中的流体的压力变化可经由流体通道304以及通过外部环境350中的流体转移至端口302-2中的流体。

应当理解，端口302对外部环境350开放。因此，诸如水之类的各种流体可进入端口302并妨碍传感器320的操作。在一些实施方案中，端口302被设计成具有特定几何结构以促进液体通过开口110流出端口。例如，如图3所示，可使端口302的壁倾斜以促进液体从端口302排出。在一些实施方案中，端口的壁也可被涂覆有疏水性涂层以促进水从端口302排出。

图4示出了根据一些实施方案的用于保持传感器420干燥的技术。图3中所示的传感器320能够保持湿润，因为传感器320包封在凝胶324中。然而，某些传感器应保持干燥。在此类情况下，辅气压通气孔410可设置在传感器420和端口302-2之间。同样，传感器420可附接到传感器外壳422，该传感器外壳以粘合方式粘结到外壳102中的内部开口，该内部开口流体地耦接到端口302-2。辅气压通气孔410可与主气压通气孔310类似。

在一些实施方案中，主气压通气孔310的尺寸可与辅气压通气孔410的尺寸不同以满足不同的设计期望。例如，辅气压通气孔410可被设计成根据期望时间常数调整传感器420的时间常数，并且主气压通气孔310可被设计成能够响应于外部环境350中的大气压力的最大变化率或期望的潜水装置的最大深度额定值而排放腔体202内的气体。将不同的设计目标与特定的气压通气孔解耦可具有诸如将防水便携式电子设备的深度额定值从1米增加至6米等的有益效果。

图5示出了根据其他实施方案的部件相对于便携式电子设备100的外壳的另选排布结构。一旦将主气压通气孔310的端口302-1与传感器320的端口302-2解耦并隔离，主气压通气孔310的位置就可独立于传感器320的位置进行设计。例如，尽管图1中的开口110示出了邻近便携式电子设备100的外壳的单个面上的其他两个开口中的每一者而定位的三个独立且不同的开口，但每个端口302可经由位于便携式电子设备100的任何表面上的独立且不同的开口流体地耦接到外部环境350。

如图5所示，第一开口510-1可定位在外壳102的底部表面502上，并且开口510-2可定位在外壳102的右表面504上。第一开口510-1可通向其中设置有主气压通气孔310的第一端口302-1中，并且第二开口510-2可通向其中设置有传感器320的第二端口302-2中。开口510的位置、尺寸和形状可独立地设计以适应针对每个端口302的不同功能的不同需求。

图6示出了根据一些实施方案的设置在接近便携式电子设备100的用户界面元件630而定位的端口602内的传感器620。如图6所示，用户界面元件630诸如开关或按钮可被设置在外壳102中的开口640中。在一些实施方案中，开口640可不密封，在外壳102内的用户界面元件630后面创建端口602。在一些情况下，传感器620可被定位在流体地耦接到端口602的外壳102的开口中。传感器620可以粘合方式粘结到外壳102中的开口，从而将端口602中的流体与腔体202隔离。在一些实施方案中，辅气压通气孔610可设置在传感器620和端口602之间。在其他实施方案中，可省略辅气压通气孔610，并且可将传感器620包封在凝胶中，使得传感器620可与水或其他腐蚀性液体接触。

应当理解，传感器620，像传感器320和420一样，可设置在外壳102的壁中所包括的任何端口中，所述端口与包括用于平衡包括便携式电子设备100的操作部件206的腔体202的主气压通气孔310的独立且不同的端口隔离。传感器320、420和\/或620的另选位置的其他示例包括邻近扬声器108定位的端口，或甚至在覆盖在显示器组件104的顶部表面上的玻璃基板中实现的端口。此外，在一些实施方案中，便携式电子设备100可包括多个传感器，该多个传感器设置在与包括主气压通气孔310的第一端口隔离的两个或更多个独立且不同的端口中。在一些情况下，包括不同传感器的两个或更多个端口可与流体通道304流体地耦接。

图7示出了根据一些实施方案的便携式电子设备700。如上文详述的，除了移动电话之外，集成传感器还可在其他类型的便携式电子设备中实现。如图7所示，传感器320、420和\/或620以及主气压通气孔310可在平板设备中实现。便携式电子设备700包括外壳702、显示器组件704、连接器端口706、开口710和一个或多个用户界面元件诸如按钮712和触敏主按钮714。类似于开口110，开口710可通向包括主气压通气孔310和传感器320的端口。另选地，传感器420或传感器620可被包括在与开口710或按钮712相关联的端口中。

应当理解，便携式电子设备还可采取膝上型计算机、可穿戴设备(例如，手表)、便携式游戏设备或便携并包括用于防止水侵入到设备中的密封腔体的任何其他消费型电子设备的形式。

图8示出了根据一些实施方案的可被用于实现本文所述的各种装置和\/或方法的示例性计算设备800的详细视图。具体地讲，该详细视图示出了可被包括在图1至图7所示和\/或本文所述的计算设备中的各种部件。例如，便携式电子设备100或700中的一者或多者，或包括任何网络设备和\/或消费型电子产品的任何其他设备可包括计算设备800的部件。例如，图8所示的部件中的一者或多者可被包括在便携式电子设备100的腔体202中，并且通过主气压通气孔310与外部环境350隔离。

如图8所示，计算设备800可包括表示用于控制计算设备800的总体操作的微处理器或控制器的处理器802。计算设备800还可包括用户输入设备808，该用户输入设备允许计算设备800的用户与计算设备800进行交互。例如，用户输入设备808可采用多种形式，诸如按钮、小键盘、拨号盘、触摸屏、音频输入接口、视觉\/图像捕获输入接口、传感器数据形式的输入等。更进一步地讲，计算设备800可包括可由处理器802控制的向用户呈现视觉信息的显示器810(屏幕显示器)。数据总线816可促进至少存储设备840、处理器802和控制器813之间的数据传送。控制器813可用于通过装置控制总线814与不同的装置进行交互并对不同的装置进行控制。计算设备800还可包括耦接至数据线812的网络\/总线接口811。在无线连接的情况下，网络\/总线接口811可包括无线收发器。

计算设备800还包括存储设备840，该存储设备可包括单个磁盘或多个磁盘(例如，硬盘驱动器)，并且包括管理存储设备840内的一个或多个分区的存储管理模块。在一些实施方案中，存储设备840可包括闪存存储器、半导体(固态)存储器等。计算设备800还可包括随机存取存储器(RAM)820和只读存储器(ROM)822。ROM 822可存储将以非易失性方式执行的程序、实用程序或过程。RAM 820可提供易失性数据存储并存储与计算设备800的操作相关的指令。

可单独地或以任何组合使用所述实施方案的各个方面、实施方案、具体实施或特征。可由软件、硬件或硬件与软件的组合来实施所述实施方案的各个方面。所述实施方案还可实施为在非暂态计算机可读介质上的计算机可读代码。非暂态计算机可读介质为可存储数据的任何数据存储设备，该数据之后可由计算机系统读取。非暂态计算机可读介质的示例包括只读存储器、随机存取存储器、CD-ROM、HDD、DVD、磁带和光学数据存储设备。非暂态计算机可读介质也可分布在网络耦接的计算机系统上，使得计算机可读代码以分布方式存储和执行。

为了说明的目的，前述描述使用具体命名以提供对所述实施方案的彻底理解。然而，对于本领域的技术人员而言将显而易见的是，不需要具体细节，以便实践所述实施方案。因此，具体实施方案的前述描述被呈现用于例示和描述的目的。前述描述不旨在为穷举性的或将所述的实施方案限制为所公开的精确形式。对于本领域的普通技术人员而言将显而易见的是，鉴于上面的教导内容，许多修改和变型是可能的。

设计图

便携式电子设备论文和设计

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全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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