太阳城集团

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不受风影响的麦克风.pdf

摘要
申请专利号:

CN200980118219.9

申请日:

2009.05.21

公开号:

太阳城集团CN102113348B

公开日:

2015.01.07

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):H04R 25/00申请日:20090521|||公开
IPC分类号: H04R25/00 主分类号: H04R25/00
申请人: 阿库斯蒂卡公司
发明人: M·J·戴利; A·J·多勒; T·M·基布勒
地址: 美国宾夕法尼亚
优先权: 2008.05.21 US 61/071,855; 2008.12.12 US 12/314,609
专利代理机构: 永新专利商标代理有限公司 72002 代理人: 陈松涛;夏青
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法律状态
申请(专利)号:

CN200980118219.9

授权太阳城集团号:

102113348B||||||

法律状态太阳城集团日:

2015.01.07|||2011.08.10|||2011.06.29

法律状态类型:

太阳城集团授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

本发明公开了一种声学设备,所述声学设备包括限定内体积并且具有前面和后面的封闭壳体;穿透所述壳体的所述前面的声学端口;附接到所述壳体的内侧的第一感测结构和第二感测结构,所述第一感测结构和所述第二感测结构在所述第一感测结构和所述第二感测结构之间限定间隙;由所述内体积中位于所述第一感测结构与所述壳体的所述前面之间的部分限定的前体积;由所述内体积中位于所述第二感测结构与所述壳体的所述后面之间的部分限定的后体积;以及在所述第一感测结构中可操作地连接所述前体积和所述间隙的至少一个孔口,其中所述声学设备具有高于大致100Hz的截止频率。

权利要求书

1: 一种声学设备, 包括 : 限定内体积并且具有前面和后面的封闭壳体 ; 穿透所述壳体的所述前面的声学端口 ; 附接到所述壳体的内侧的第一感测结构和第二感测结构, 所述第一感测结构和所述第 二感测结构在所述第一感测结构和所述第二感测结构之间限定间隙 ; 由所述内体积中位于所述第一感测结构和所述壳体的所述前面之间的部分限定的前 体积 ; 由所述内体积中位于所述第二感测结构和所述壳体的所述后面之间的部分限定的后 体积 ; 以及 在所述第一感测结构中可操作地连接所述前体积和所述间隙的至少一个孔口, 其中所 述声学设备具有高于大致 100Hz 的截止频率。
2: 一种声学设备, 包括 : 限定内体积并且具有前面和后面的封闭壳体 ; 穿透所述壳体的所述前面的声学端口 ; 附接到所述壳体的内侧的支撑结构 ; 附接到所述支撑结构的第一感测结构 ; 附接到所述壳体的所述内侧的第二感测结构, 所述第一感测结构和所述第二感测结构 在所述第一感测结构和所述第二感测结构之间限定间隙 ; 由所述内体积中位于所述第一感测结构和所述壳体的所述前面之间的部分限定的前 体积 ; 由所述内体积中位于所述第二感测结构和所述壳体的所述后面之间的部分限定的后 体积 ; 以及 位于所述支撑结构中的至少一个孔口, 所述至少一个孔口可操作地连接所述前体积和 所述间隙, 其中 所述声学设备具有高于大致 100Hz 的截止频率。
3: 一种声学设备, 包括 : 限定内体积并且具有前面和后面的封闭壳体 ; 穿透所述壳体的所述前面的声学端口 ; 附接到所述壳体的内侧的支撑结构 ; 附接到所述支撑结构的第一感测结构和第二感测结构, 所述第一感测结构和所述第二 感测结构在所述第一感测结构和所述第二感测结构之间限定间隙 ; 由所述内体积中位于所述第一感测结构和所述壳体的所述前面之间的部分限定的前 体积 ; 由所述内体积中位于所述第二感测结构和所述壳体的所述后面之间的部分限定的后 体积 ; 以及 位于所述支撑结构中的至少一个孔口, 所述至少一个孔口可操作地连接所述前体积和 所述后体积, 其中 所述声学设备具有高于大致 100Hz 的截止频率。
4: 一种声学设备, 包括 : 2 限定内体积并且具有前面和后面的封闭壳体 ; 穿透所述壳体的所述前面的声学端口 ; 附接到所述壳体的内侧的第一感测结构和第二感测结构, 所述第一感测结构和所述第 二感测结构在所述第一感测结构和所述第二感测结构之间限定间隙 ; 由所述内体积中位于所述第一感测结构和所述壳体的所述前面之间的部分限定的前 体积 ; 由所述内体积中位于所述第二感测结构和所述壳体的所述后面之间的部分限定的后 体积 ; 以及 位于所述第二感测结构中的至少一个孔口, 所述至少一个孔口可操作地连接所述后体 积和所述间隙, 其中所述声学设备具有高于大致 100Hz 的截止频率。
5: 如权利要求 4 所述的声学设备, 还包括 : 第三感测结构, 所述第三感测结构和所述第二感测结构在所述第二感测结构和所述第 三感测结构之间限定第二间隙, 其中所述至少一个孔口可操作地连接所述第一间隙和所述 第二间隙。
6: 如权利要求 3 所述的声学设备, 还包括 : 第三感测结构, 所述第三感测结构和所述第二感测结构在所述第二感测结构和所述第 三感测结构之间限定第二间隙, 其中所述至少一个孔口可操作地连接所述前体积和所述后 体积。
7: 如权利要求 1-4 所述的声学设备, 其中所述声学设备是电容式麦克风。
8: 如权利要求 1-4 所述的声学设备, 其中所述声学设备是 MEMS 设备。
9: 如权利要求 1-4 所述的声学设备, 其中至少一个感测结构是柔性的。
10: 如权利要求 1-4 所述的声学设备, 其中所述声学设备具有大致 1*10-15m3/Pa 的振动 膜柔度、 小于大致 5mm3 的后体积、 以及小于大致 5*1010N-s/m5 的孔口声阻。
11: 如权利要求 1-4 所述的声学设备, 其中所述声学设备具有大致 1*10-15m3/Pa 的振动 膜柔度、 小于 2mm3 的后体积、 以及小于大致 1.1*1011N-s/m5 的孔口声阻。
12: 如权利要求 1-4 所述的声学设备, 其中所述声学设备具有大致 0.6*10-15m3/Pa 的振 动膜柔度、 小于 2mm3 的后体积、 以及小于大致 1.1*1011N-s/m5 的孔口声阻。
13: 如权利要求 1-4 所述的声学设备, 其中所述声学设备具有大致 0.6*10-15m3/Pa 的振 动膜柔度、 小于 0.4mm3 的后体积、 以及小于大致 5*1011N-s/m5 的孔口声阻。
14: 如权利要求 1-4 所述的声学设备, 其中所述声学设备具有小于大致 (628*(Cd+V/ -1 (142000)) 的孔口声阻 R1, 其中 Cd 是单位为 m3/Pa 的振动膜柔度, V 是单位为 m3 的后体积, 并且 R1 是单位为 N-s/m5 的孔口声阻。
15: 一种形成声学设备的方法, 包括以下步骤 : 形成限定内体积并且具有前面和后面的封闭壳体 ; 形成穿透所述壳体的所述前面的声学端口 ; 所述振动膜将所述内体积划分为前体 将具有柔度 Cd 的振动膜附接到所述壳体的内侧, 积和后体积, 所述后体积具有柔度 Cv ; 在所述振动膜中形成至少一个孔口, 所述孔口具有声学声阻 R1 ; 并且 将 Cd、 Cv 和 R1 设置为非零值以使得所述声学设备具有大致 100 赫兹或者更大的截止频 3 率 fc, 其中 fc 由等式 限定。
16: 一种形成声学设备的方法, 包括以下步骤 : 形成限定内体积并且具有前面和后面的封闭壳体 ; 形成穿透所述壳体的所述前面的声学端口 ; 将支撑结构附接到所述壳体的内侧 ; 将具有柔度 Cd 的振动膜附接到所述支撑结构, 所述振动膜将所述内体积划分为前体积 和后体积, 所述后体积具有柔度 Cv ; 形成将所述前体积连接到所述后体积的至少一个孔口, 所述孔口具有声学声阻 R1 ; 并 且 将 Cd、 Cv 和 R1 设置为非零值以使得所述声学设备具有大致 100 赫兹或者更大的截止频 率 fc, 其中 fc 由等式 限定。

说明书


不受风影响的麦克风

     本申请要求享有 2008 年 5 月 21 日递交的美国临时专利申请 No.61/071,855 以及 2008 年 12 月 12 日递交的美国专利申请 No.12/314,609 的权益, 这里以引用的方式结合上 述二者的内容。技术领域
     本申请涉及抵抗低频噪声的麦克风和传感器。 背景技术 麦克风和声学传感器 ( 在下文中统称为麦克风 ) 经常在嘈杂环境中使用。随着麦 克风变得越来越小, 气流、 风、 移动车辆、 声学隆隆声或者其它低频源的转换低频噪声含量 可能比期望的声学信号大。这能够使麦克风难于在室外、 有风或者其它嘈杂环境中使用。
     一些麦克风具有外部封装壳体, 所述外部封装壳体具有诸如振动膜的柔性感测结 构、 静止感测结构 ( 诸如电容式麦克风背板或者电动式麦克风磁体 )、 内部电子部件、 至少 一个空气体积以及至少一个压力均衡孔口。 压力均衡孔口均衡振动膜的相对侧上静态大气 压力的变化。 所述孔口还使麦克风外侧的环境压力与麦克风内一个或者多个空气体积中的 空气压力相匹配。
     典型地, 设计麦克风孔口以确保麦克风对低至 20Hz 或者更低的频率做出响应。在 这些麦克风中, 所述孔口将壳体外侧的空气连接到后体积中的空气。 替代地, 所述孔口穿透 麦克风振动膜以将前体积内侧的空气连接到后体积内侧的空气, 或者将前体积内侧的空气 连接到间隙内侧的空气。由于这些孔口会降低麦克风对低音频的灵敏度, 所以设计孔口以 最小化音频带中的灵敏度降低。 可以设计所述孔口的几何形状和流体特性以确保高通滤波 器转折频率基本上不改变感兴趣频带中的频率响应。 该设计使得麦克风容易受到风和其它 低频噪声的影响。
     发明内容 因此, 本发明涉及一种不受风影响的麦克风 ( 即, 不受风噪声影响或者抵抗风噪 声 ) 或者抵抗由气流、 风、 移动车辆、 声学隆隆声或者其它低频源产生的噪声的声学设备。
     在一个实施例中, 本发明提供一种具有低频风噪声和声学隆隆声的降低可听输出 的声学设备。
     在另一实施例中, 本发明提供一种具有使振动膜从风和低频噪声的降低偏差的声 学设备。
     在再一实施例中, 本发明提供一种具有振动膜的声学设备, 所述振动膜具有对来 自组合静电和压力负载的振动膜碰撞的增加抵抗。
     在又一实施例中, 本发明提供一种对传感器的低频输出的电子滤波具有降低需要 的声学设备。
     本发明的附加特征和优点将在下面的说明书中进行阐述, 并且一部分根据所述说
     明书将变得显而易见或者可以通过对本发明的实践而获悉。 本发明的目的和其它优点将通 过在所描述的说明书及其权利要求以及附图中指出的结构实现和获得。
     为了实现根据本发明的这些和其它优点, 如具体和广泛描述的, 所述不受风影响 的麦克风的一个实施例提供一种声学设备, 包括 : 限定内体积并且具有前面和后面的封闭 壳体 ; 穿透所述壳体的所述前面的声学端口 ; 附接到所述壳体的内侧的第一感测结构和第 二感测结构, 所述第一感测结构和所述第二感测结构在所述第一感测结构和所述第二感测 结构之间限定间隙 ; 由所述内体积中位于所述第一感测结构与所述壳体的所述前面之间的 部分限定的前体积 ; 由所述内体积中位于所述第二感测结构与所述壳体的所述后面之间的 部分限定的后体积 ; 以及在所述第一感测结构中可操作地连接所述前体积和所述间隙的至 少一个孔口, 其中所述声学设备具有高于大致 100Hz 的截止频率。
     在另一实施例中, 一种声学设备包括 : 限定内体积并且具有前面和后面的封闭壳 体; 穿透所述壳体的所述前面的声学端口 ; 附接到所述壳体的内侧的支撑结构 ; 附接到所 述支撑结构的第一感测结构 ; 附接到所述壳体的所述内侧的第二感测结构, 所述第一感测 结构和所述第二感测结构在所述第一感测结构和所述第二感测结构之间限定间隙 ; 由所述 内体积中位于所述第一感测结构和所述壳体的所述前面之间的部分限定的前体积 ; 由所述 内体积中位于所述第二感测结构和所述壳体的所述后面之间的部分限定的后体积 ; 以及位 于所述支撑结构中的至少一个孔口, 所述至少一个孔口可操作地连接所述前体积和所述间 隙, 其中所述声学设备具有高于大致 100Hz 的截止频率。 再一实施例包括一种声学设备, 所述声学设备具有 : 限定内体积并且具有前面和 后面的封闭壳体 ; 穿透所述壳体的所述前面的声学端口 ; 附接到所述壳体的内侧的支撑结 构; 附接到所述支撑结构的第一感测结构和第二感测结构, 所述第一感测结构和所述第二 感测结构在所述第一感测结构和所述第二感测结构之间限定间隙 ; 由所述内体积中位于所 述第一感测结构和所述壳体的所述前面之间的部分限定的前体积 ; 由所述内体积中位于所 述第二感测结构和所述壳体的所述后面之间的部分限定的后体积 ; 以及位于所述支撑结构 中的至少一个孔口, 所述至少一个孔口可操作地连接所述前体积和所述后体积, 其中所述 声学设备具有高于大致 100Hz 的截止频率。
     所述声学设备的再一方面包括限定内体积并且具有前面和后面的封闭壳体 ; 穿透 所述壳体的所述前面的声学端口 ; 附接到所述壳体的内侧的第一感测结构和第二感测结 构, 所述第一感测结构和所述第二感测结构在所述第一感测结构和所述第二感测结构之间 限定间隙 ; 由所述内体积中位于所述第一感测结构和所述壳体的所述前面之间的部分限定 的前体积 ; 由所述内体积中位于所述第二感测结构和所述壳体的所述后面之间的部分限定 的后体积 ; 以及位于所述第二感测结构中的至少一个孔口, 所述至少一个孔口可操作地连 接所述后体积和所述间隙, 其中所述声学设备具有高于大致 100Hz 的截止频率。
     在本发明的再一方面中, 一种形成声学设备的方法, 包括步骤 : 形成限定内体积 并且具有前面和后面的封闭壳体 ; 形成穿透所述壳体的所述前面的声学端口 ; 将具有柔度 (compliance)Cd 的振动膜附接到所述壳体的内侧 ; 所述振动膜将所述内体积划分为前体积 和后体积, 所述后体积具有柔度 Cv ; 在所述振动膜中形成至少一个孔口, 所述孔口具有声学 声阻 R1, 并且将 Cd、 Cv 和 R1 设置为非零值以使得所述声学设备具有大致 100 赫兹或者更大
     6102113348 A CN 102113352说明书限定。3/7 页的截止频率 fc, 其中 fc 由等式
     在本发明的再一方面, 一种形成声学设备的方法, 包括步骤 : 形成限定内体积并且 具有前面和后面的封闭壳体 ; 形成穿透所述壳体的所述前面的声学端口 ; 将支撑结构附接 到所述壳体的内侧 ; 将具有柔度 Cd 的振动膜附接到所述支撑结构的内侧, 所述振动膜将所 述内体积划分为前体积和后体积, 所述后体积具有柔度 Cv ; 形成将所述前体积连接到所述 后体积的至少一个孔口, 所述孔口具有声学声阻 R1, 并且将 Cd、 Cv 和 R1 设置为非零值以使得 所述声学设备具有大致 100 赫兹或者更大的截止频率 fc, 其中 fc 由等式 限定。 应该理解, 前面的概况描述以及下面的详细说明只是示例性和解释性的, 并且旨 在提供对请求保护的本发明的进一步解释。 例如, 在每一个前面的描述中, 可以减少或者去 除前体积, 以使得先前分别将所述前体积连接到所述间隙或者所述后体积的孔口代替地将 位于所述壳体外部的流体连接到所述间隙或者所述后体积, 不影响所述设备的风免疫力。
     附图说明 包括以提供对本发明的进一步理解并且结合作为本说明书一部分的附图说明了 本发明的实施例, 并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中 :
     图 1 是具有通风的振动膜的电容式麦克风构造的示意图 ;
     图 2 是具有通风的壳体的电容式麦克风构造的示意图 ;
     图 3 示出了对于给定的振动膜柔度在各种声学孔口声阻处后体积尺寸对截止频 率的影响 ;
     图 4 示出了对于给定的振动膜柔度在各种后体积处声学孔口声阻对截止频率的 影响 ;
     图 5 示出了对于给定的后体积尺寸在各种声学孔口声阻处振动膜柔度对截止频 率的影响 ;
     图 6 示出了根据本发明经过柔性振动膜的通风 (venting) 构图的示例性实施例 ;
     图 7 是图 6 中的示例性实施例的一部分的特写视图 ;
     图 8 示出了使用传统压力均衡通风和该新颖通风的麦克风的频率响应的概念差 异;
     图 9 示出了在不强烈影响语音通信的情况下该新颖通风概念如何降低风、 隆隆声 和低频噪声拾取 ;
     图 10 是根据本发明具有经过振动膜的通风的电容式麦克风的示例性实施例的示 意图 ;
     图 11 是根据本发明具有位于前体积和间隙之间的孔口的电容式麦克风的实施例 的示意图 ;
     图 12 示出了根据本发明具有位于前体积和后体积之间的孔口的电容式麦克风的 示例性实施例 ;
     图 13A 和 13B 示出了根据本发明具有邻近前体积的静止电极和邻近后体积的振动
     膜的电容式麦克风的示例性实施例 ;
     图 14A 和 14B 示出了根据本发明具有三个感测结构的电容式麦克风的示例性实施 例; 以及
     图 15 示出了根据本发明具有三个感测结构以及位于前体积和后体积之间的孔口 的电容式麦克风的示例性实施例。 具体实施方式
     现在将详细参考本发明的实施例, 附图中示出了所述实施例的示例。 尽可能地, 类 似的附图标记用于指代类似的元件。
     图 1 和图 2 示出了通风的电容式麦克风 100/200 的示例性实施例。每一个示例 性麦克风实施例 100/200 具有封闭壳体 110/210, 所述封闭壳体 110/210 限定内体积并且 在一端具有声学端口 120/220。第一感测结构 130/230 和第二感测结构 140/240 附接到 壳体 110/210 的内侧, 在第一感测结构 130/230 和第二感测结构 140/240 之间限定间隙 150/250。第一感测结构 130/230 还限定在壳体中位于第一感测结构 130/230 与声学端口 120/220 之间的内部中的前体积 160/260。第二感测结构 140/240 还限定位于第二感测结 构 140/240 与壳体 110/120 中与声学端口 120/220 相对的内部之间的后体积 170/270。感 测结构中的一个是静止的, 并且另一个是柔性的。 柔性感测结构是柔性电极或者振动膜, 并 且静止感测结构是静止电极或者背板。电极和背板的相对位置只是示例性的, 并不局限于 所示的情况。在其它示例性实施例中, 它们的相对位置颠倒。 图 1 示出了具有至少一个振动膜孔口 180 的电容式麦克风 100 的示意性截面图。 在所示的示例性实施例中, 孔口 180 可操作地连接前体积 160 和间隙 150。图 2 示出了具有 位于壳体 220 中的至少一个孔口 280 的电容式麦克风 200 的示例性实施例。在图 2 的示例 性实施例中, 孔口 280 经过麦克风壳体 210 通向后体积 270。
     在本发明中, 增加麦克风通风以在振动膜的两侧上均衡静态大气压力和诸如来自 风噪声、 道路噪声和声学隆隆声的低频压力波动。通风可以经过声学敏感的振动膜或者经 过邻近振动膜并且包含在麦克风壳体的至少一部分内的至少一个孔。在其它实施例中, 孔 可以完全包含在麦克风的最外表面内。
     由于空气中风速通常比声波速度慢, 由于气流导致的压力波动, 给定声学频率的 波长通常长于与该频率相关联的长度规格。 此外, 在许多声学传感器中, 到外部声学激励的 唯一直接传感器接触是经由经过壳体的单个流体端口。 某些示例性实施例通过将至少一个 孔口定位成尽可能接近振动膜来利用这些因素, 并且在一些示例性实施例中, 将至少一个 孔口定位在振动膜自身中。
     在某些实施例中, 振动膜、 孔口和后体积形成机械滤波器以降低由风、 隆隆声和其 它声学噪声产生的低频信号。 这些示例性实施例中的振动膜通过降低传感器振动膜对于低 频的灵敏度来对低频进行机械滤波, 导致较少的振动膜运动。振动膜灵敏度受多个变量影 响, 包括声学孔口声阻 (R1)( 也被称为孔口泄露 )、 以及振动膜和后体积柔度 (Cd 和 Cv)。声 学孔口声阻测量孔口对于空气泄露的阻抗, 或者以其它方式描述, 其测量对于经过该泄露 5 的给定空气体积速度的压力改变量。声学孔口声阻 R1 具有 N-s/m 的 MKS 单位。柔度是刚 度的倒数。柔度测量对于给定压力改变的体积偏差 ( 体积改变 ) 量, 并且具有 m5/N 的 MKS
     单位。 声学孔口声阻和柔度确定麦克风的低频响应。 可以通过改变麦克风壳体或者部件 的机械属性、 几何特征或者构造中的一个或者多个来改变声学孔口声阻和振动膜柔度值。 可以由设计者按照任意组合进行选择以实现期望的声学响应。例如, 他们确定麦克风 3-dB 截止频率 (fc), 也被称为转折频率。使用下面的等式计算截止频率。
     如等式所示的, 截止频率随着声学孔口声阻 (R1) 和 / 或柔度 (Cd 和 / 或 Cv) 变化。
     对于声学传感器可能暴露于噪声、 道路噪声和声学隆隆声的音频应用来说, 可能 期望选择使截止频率位于大致 100 和 350Hz 之间的部件值。选择位于大致 100 和 350Hz 之间的截止频率使振动膜在主要的较低频率处对风噪声、 道路噪声和声学隆隆声的响应降 低。 在一个实施例中, 截止频率是下面频率中的一个 : 100、 105、 110、 115、 120、 125、 130、 135、 140、 145、 150、 155、 160、 165、 170、 175、 180、 185、 190、 195、 200、 205、 210、 215、 230、 235、 240、 250、 260、 270、 280、 290、 300、 310、 320、 330、 340 和 350Hz。在另一实施例中, 截止频率位于 100 和 120 之间、 120 和 140 之间、 140 和 160 之间、 160 和 180 之间、 180 和 220 之间、 220 和 260 之间、 260 和 320 之间或者 320 和 350Hz 之间。在再一实施例中, 截止频率高于 350Hz。 在又一实施例中, 截止频率在超声频率范围中。
     图 3 到图 5 示出了截止频率与 R1、 Cd 和 Cv 之间的关系。图 3 示出了对于给定的振 5 动膜柔度来说在以 N-s/m 为单位的各种孔口声阻处后体积尺寸对截止频率的影响。如图 3 所示, 截止频率与后体积反向相关。随着后体积增加, 截止频率降低。相反地, 随着后体积 降低, 截止频率增加。对于超声应用, 可能期望选择使转折频率位于音频带上方的变量。超 声传感器可以例如具有大的泄露 ( 小的 R1) 以实现超声范围中的高截止频率。图 3 还示出 了对于给定的后体积, 截止频率也与声学孔口声阻反向相关。
     图 4 示出了对于给定的振动膜柔度来说在以 m3 为单位的各种后体积处声学孔口 声阻对截止频率的影响。如图 4 所示, 截止频率与声学孔口声阻反向相关。随着声学孔口 声阻增加, 截止频率降低, 并且随着声学孔口声阻降低, 截止频率增加。图 4 还示出了截止 频率与后体积反向相关。
     图 5 示出了对于给定的后体积尺寸来说在以 N-s/m5 为单位的各种孔口声阻处振 动膜柔度对截止频率的影响。 如图 5 所示, 截止频率与振动膜柔度反向相关。 随着振动膜柔 度增加, 截止频率降低。随着柔度降低, 截止频率增加。图 5 还示出了对于给定柔度来说, 截止频率与声学孔口声阻反向相关。
     改变截止频率、 柔度和 / 或声学孔口声阻的值的一种方式是改变振动膜孔口构 图。图 6 和图 7 示出了柔性孔口构图 600/700 的示例性实施例。图 7 是图 6 的部分的特 写视图。图 6 和图 7 的亮区域代表振动膜材料 610/710, 而图中的暗区域代表振动膜孔口 620/720。孔口 620/720 允许空气流经振动膜 610/710。在所示的示例性实施例中, 孔口 620/720 配置降低了振动膜 610/710 对低频压力波动的响应。 这可以通过从振动膜 610/710 去除材料以产生一个或者多个孔以使得至少一个孔将前体积 ( 未示出 ) 中的空气连接到间 隙 ( 未示出 ) 中的空气来实现。孔口 620/720 可以包括单个孔或者孔的阵列。孔可以是圆 形、 矩形或者任何其它几何形状。替代地, 孔口 620/720 可以穿透感测结构 ( 未示出 ) 的内
     部表面以使得其将壳体 ( 未示出 ) 的前体积中的空气连接到壳体 ( 未示出 ) 的后体积中的 空气。替代地, 孔口 620/720 可以将壳体外侧的空气连接到后体积中的空气。在某些实施 例中, 使后体积足够的小以增加孔口 620/720 的高通转折频率来实现低频滚降 (rolloff)。
     图 8 和图 9 示出了振动膜通风对频率响应的影响。这些图示出了经过振动膜或者 其支撑结构的通风如何改变振动膜在音频带中的频率响应。在这些图中所示的实施例中, 随着振动膜通风增加, 振动膜优先选择对于语音通信重要的频率, 并且优先拒绝主要存在 于风、 道路、 隆隆声和低频噪声中的频率。
     图 9 将频率区域分割为两个区域。第一频率区域 910 是具有大部分风、 隆隆声和 低频噪声的区域。第二频率区域 920 是对于讲话重要的区域。所示的示例性实施例的通风 模式机械地降低了柔性振动膜在风、 隆隆声和低频噪声最强的频率范围中的声学灵敏度, 同时没有显著降低在对于语音通信重要的频率区域中的麦克风灵敏度。
     图 10 是具有至少一个孔口 1080 的电容式麦克风 1000 的示例性实施例的示意图。 第一感测结构 1030 是柔性电极 ( 振动膜 ), 并且第二感测结构 1040 是静止电极 ( 背板 )。 第一和第二感测结构 1030/1040 的相对位置只是示例性的, 并不局限于所示的情况。在其 它实施例中, 第一和第二感测结构 1030/1040 的相对位置颠倒。在图 10 所示的实施例中, 振动膜 1030 中的至少一个孔口 1080 允许前体积 1060 中的空气与间隙 1050 内侧的空气均 衡。孔口 1080 改变振动膜 1030 的声学柔度并且在前体积 1060 与间隙 1050 之间形成声学 泄露声阻。根据上述等式, 孔口 1080 泄露声阻以及振动膜 1030 和后体积 1070 的声学柔度 影响截止频率。 图 11 是具有可操作地连接前体积 1160 和间隙 1150 的孔口 1180 的电容式麦克风 1100 的示例性实施例的示意图。第一感测结构 1130 是柔性电极 ( 振动膜 ), 并且第二感测 结构 1140 是静止电极 ( 背板 )。第一和第二感测结构 1130/1140 的相对位置只是示例性 的, 并不局限于所示的情况。在其它实施例中, 它们的相对位置颠倒。在所示的实施例中, 并不是在振动膜 1130 中具有孔口 1180, 而且孔口 1180 位于附接到壳体 1110 的支撑结构 1190 中。在该实施例中, 振动膜 1130 附接到支撑结构 1190。孔口 1180 的外部表面邻近振 动膜 1130 的声学激发侧, 该振动膜 1130 位于麦克风 1100 内部。该结构只是示例性的, 并 非局限于所示的情况。
     图 12 示出了具有邻近振动膜的孔口 1280 的通风的麦克风 1200 的示例性实施例。 在所示的实施例中, 第一感测结构 1230 是柔性电极 ( 振动膜 ), 并且第二感测结构 1240 是 静止电极 ( 背板 )。 第一和第二感测电极 1230/1240 的相对位置只是示例性的, 并非局限于 所示的情况。在其它实施例中, 例如, 它们的相对位置颠倒。在图 12 所示的实施例中, 孔口 1280 连接电容式麦克风 1200 的前体积和后体积 1260/1270。孔口 1280 位于静止的支撑结 构 1290 中而非振动膜 1230 中。静止的支撑结构 1290 支撑振动膜 1230 和静止电极 1240。 该结构只是示例性的, 并不局限于所示的情况。
     图 13A 和 13B 示出了具有配置为邻近前体积 1360 的静止电极的第一感测结构 1330 以及配置为邻近后体积 1370 的振动膜的第二感测结构 1340 的电容式麦克风 1300 的 示例性实施例。至少一个振动膜孔口 1380 将间隙 1350 中的空气连接到后体积 1370 中的 空气。第一和第二感测结构 1330/1340 的相对位置只是示例性的, 并不局限于所示的情况。 在其它示例性实施例中, 它们的相对位置颠倒。
     图 14A 和 14B 示出了具有三个感测结构的电容式麦克风 1400 的示例性实施例。 在 所示的实施例中, 麦克风 1400 具有配置为邻近前体积 1460 的背板的第一感测结构 1430 以 及配置为邻近后体积 1470 的背板的第二感测电极 1435。 两个背板形成第一间隙 1450 和第 二间隙 1455。配置为振动膜的第三感测结构 1440 位于第一和第二间隙 1450/1455 之间。 在这些示例性实施例中, 振动膜 1440 具有可操作地将第一间隙 1450 中的空气与第二间隙 1455 中的空气连接的至少一个孔口 1480。感测结构 1430/1435/1440 的相对位置只是示例 性的, 并不局限于所示的情况。
     图 15 示出了具有三个感测结构 1530/1535/1540 并且具有邻近感测结构的至少一 个孔口 1580 的电容式麦克风 1500 的示例性实施例。 在所示的实施例中, 第一感测结构 1530 配置为邻近前体积 1560 的背板, 并且第二感测结构 1535 配置为邻近后体积 1570 的背板。 两个背板形成第一间隙 1550 和第二间隙 1555。 第三感测结构 1540 配置为振动膜并且位于 第一和第二间隙 1550/1555 之间。在该示例性实施例中, 至少一个孔口 1580 可操作地将前 体积 1560 中的空气与后体积 1570 中的空气连接。在所示的实施例中, 至少一个孔口 1580 位于静止的支撑结构 1590 中, 但是不是必需的。静止的支撑结构 1590 支撑振动膜 1540 和 静止电极 1530/1535。感测结构 1530/1535/1540 的相对位置只是示例性的, 并不局限于所 示的情况。 对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是, 在不偏离本发明的精神或者范围 的情况下可以对本发明的不受风影响的麦克风做出各种修改和变型。因而, 本发明旨在覆 盖落入本发明所附权利要求及其等同物范围内的修改和变型。
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不受 影响 麦克风
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