[发明专利]定向麦克风组件

说明书

本发明涉及定向麦克风，尤其是支承一个或更多的麦克风元件的结构。

在许多应用中都要用到具有方向性的麦克风。实现方向性的一种已知技术是使用一个一阶梯度(FOG)麦克风元件，这种麦克风元件包括一个封装在一腔内具有前后表面的活动振膜，腔体的两面都有开口，因此可以让声压与振膜的前后表面相互作用。通过这一相互作用，便产生了与振膜相对表面上的声压差成比例的电信号。如果波前同时抵达振膜的前后表面，那么从这些方向上传来的声音将被忽略，因为在这种情况下，振膜两面的瞬时声压是相同的，所以声压差是零。而从其他方向上发出的声音，由于在通过两相对表面间的有效路径长度“d”时产生了延迟，所以到达振膜一个表面的时刻要先于到达另一表面的时刻。这一延迟产生了方向性，但它也影响了频响特性，因为路径长度“d”与每一不同频率点处与波长的不同成份有关。

National/Panasonic公司的一种已知的麦克风设备是WM-46AAD201型麦克风设备，它提供了一种心形极化响应特性。FOG麦克风元件被封装在一个刚性、由两部分组成的塑料外壳内，在FOG麦克风的每一侧包括有让声波进入外壳的开口。塑料外壳和FOG麦克风之间用胶水或其他粘合材料封合，这样FOG麦克风的每一边都只受进入外壳内相应开口的声波的影响。不幸的是，由于使用了粘合材料，就需要固化时间的附加步骤，使构造这样一个设备很费工。而且，如果使用不当，产生泄漏，将改变它的声向特性。

Knowles Electronics公司技术公报TB-21所载《EB定向听取辅助麦克风应用要点》一文中的图2示出了一种较好的定向麦克风组件，其使用管道把麦克风元件耦合到期望的拾音点。遗憾的是，在声音输入设备中，没有提供支持这种组件的结构装置。而且管道也不易于密封于设备表面。

最近已提出了一种使用双外壳设备的定向麦克风组件，其不需要使用粘合材料来支持该构件(参阅美国专利5,226,076号，1993年7月6日授权)。尽管该现有的麦克风组件在某些应用中令人满意，但它也有一些限制。例如，当距离“d”大于麦克风元件的宽度时，该已有麦克风的方向图和频率响应都会发生变化，这在一些应用中是不期望发生的。

所以，有必要提供一种麦克风元件的外壳，其构造相对简单、以便于制造和安装。

由隔音弹性材料构成的单外壳用于麦克风元件便可构成一个定向麦克风组件。此麦克风元件包括一个振膜，振膜根据加在其相对的表面上的声压的作用而运动，产生一个与声压差成比例的电信号。此单外壳包括一个第一传声通道和一个第二传声通道。第一传声通道将声压从单外壳的第一瑞口传到振膜的一个表面，第二传声通道将第二声压从第二端口传到振膜的另一表面。

在该发明的一个示例性实施方案中，所述单外壳包括以下各部分：具有包括用于把声音能量耦合到声音通道的端口的小单“罩”，用于容纳麦克风元件的内室，和一个通到内室的位于罩表面的预定开口。麦克风元件通过预定开口插入内室，开口的尺寸做成围住插入的麦克风元件，这样声能就不会由开口泄出或泄入内室。端口间的距离非常短所以不会改变所得的麦克风组件的方向图和频率响应。

在本发明的另一个示例性的实施方案中，单外壳是用聚丙烯和乙烯丙烯二烯单体铸成的，聚丙烯是一种橡胶状弹性材料。它在麦克风元件的周边形成了完美密蔽，使一个通道中的声压不会漏入另外一个通道。此外，这种橡胶状材料还构成与其中的声音输入设备表面的密封。

本发明的特征在于：定向麦克风组件可以方便地嵌入声音输入设备的外表面或固定在其后，所述声音输入设备在其一个或多个表面上具有多个通道开口。

图1是示出本发明的一个单罩设置的前透视图。

图2是本发明使用的单罩设置的后透视图。

图3是本发明使用的单罩设置的顶剖视图。

图4是本发明用到的单罩设置的侧剖视图。

图5是本发明用到的单罩设置的前剖视图。

图6示出了使用本发明的实施例的一个电话手机。

图7示出了使用本发明的实施例的一台个人机。

概论

压强麦克风

单端口麦克风可以在其输入声口传感瞬时声压并产生一个与声压幅度相应的输出电压信号，这种麦克风被称作“压强麦克风”。声孔使声音，即声能进入麦克风组件，与振膜的一个侧相互作用产生电压。振膜的另一面在封闭区域中，该区域的体积影响着振膜的声顺。压强麦克风对于来自任何方向的声音的响应是一样的，所以它的响应方向图是全向的。

一阶梯度  麦克风