CN101203056B - 麦克风防风器 - Google Patents

Abstract

一种用于麦克风的防风器，其包括位于下游端的声学入口及位于该声学入口上游的至少一个减压端口。该防风器具有基座、依附于该基座的裙缘及从该基座突出的第一盖部。基座和裙缘提供了容纳麦克风的空间。第一盖部从基座的上游端延伸到下游端，并且包括位于下游端的声学入口。该减压端口定位于上游端的第一盖部上，并且由第二盖部所保护。

Description

麦克风防风器

技术领域

本发明涉及麦克风，尤其涉及用于免提麦克风，比如用于自动语音识别(ASR)系统的那些麦克风的防风器(windguard)。

背景技术

自动语音识别技术使得装备有麦克风的计算装置能够解释语音，因而为传统的人机(human-to-computer)输入装置，比如键盘或键垫提供了一种选择。例如，车辆通讯装置可配备有通过自动语音识别系统而实现的语音拨号特征。自动语音识别系统典型地包括用于接收来自车主的语音的免提麦克风。免提麦克风通常定位于车辆的客厢的前部内，比如定位于仪表面板内、A柱压条(A-pillar molding)内、后视镜组件内、顶蓬(headliner)内、顶置控制台等内。这种前部定位的麦克风一般地能够满足对来自司机的语音进行可靠的识别。

由于气流内的局部压力差异，比如来自挡风玻璃防霜器通风孔、打开的窗口或打开的车顶的局部压力差异的缘故，前部安装的麦克风可能受到气流噪音的影响。因此，一些自动语音识别系统采用了复杂的数字信号处理及噪音消除技术或者多个麦克风阵列，以便减小气流噪音的影响。但是这些途径增加了成本及自动语音识别系统的复杂度。因此，通常提供防风器，以便改善快速移动的空气对麦克风的影响。

许多防风器容易受到亥姆霍兹共振的影响，该共振为空气在腔体内共振的现象。当空气经由防风器的声学入口而推进的时候，内部气压趋向于循环地增加和减小，从而导致可被麦克风拾取的振动和噪音，其类似于当一个人在空瓶子的顶部吹气时产生的声音。因此，这种共振声音可产生来自麦克风的较差的信噪比，从而导致传统的防风器起到了反作用。

发明内容

一种用于麦克风的防风器包括位于下游端的声学入口及位于声学入口上游的至少一个减压端口。

在本发明的一个实施例中，该防风器包括基座；依附于(dependingfrom)该基座的裙缘及从该基座突出并且包括至少一个减压端口的第一盖部(hood)；位于该端口上游的第二盖部及位于减压端口下游的声学入口。声学入口经凹陷而形成于位于防风器下游端的第一盖部内，而减压端口则至少局部地经凹陷而形成于位于防风器上游端的第二盖部内。

附图说明

下面结合附图描述本发明的优选示意性实施例，图中相同的标号表示相同的元件，并且在图中：

图1展示了示例性防风器的透视图；

图2展示了图1中的防风器的侧视图；

图3展示了图1中的防风器的主视图；

图4展示了图1中的防风器取自其线4-4的横向截面图；

图5展示了图1中的防风器取自其线5-5的纵向截面图；

图6展示了图1中的防风器的仰视图；

图7展示了图1中的防风器，该防风器结合在若干不同的构件内，该构件位于车辆的客厢的前部内；以及

图8展示了麦克风在具有与不具有图1中的防风器的情况下的频率响应图形。

具体实施方式

参考附图，图1至图6展示了用于保护麦克风M免受气流影响的防风器10，以便改善麦克风M的信噪比。防风器10可包括基座12以及依附于该基座12的裙缘14，用于围绕麦克风M而对气流进行分流。防风器10也包括在大致地与裙缘14的方向相反的方向内自基座12突出的盖部16，用于在麦克风M的上方并且远离麦克风M而对气流进行分流。基座12、裙缘14以及盖部16至少局部地界定了防风器10的内部I，麦克风M可设置在内部I内。

基座12将裙缘14与盖部16互相连接起来。如图所示，基座12可以大体上为平面状，但也可以具有任何适当的形状及配置。基座12在防风器10的侧边，如图4所示，并且在防风器10的上游端与下游端，并且如图5所示，而连接到裙缘14上。基座12的壁厚可以大致恒定或可变。

裙缘14大体上提供了若干功能。首先，它将基座12自另一个构件C(如图2所示)分隔开，防风器10可安装于该构件C上，以便容纳麦克风M。其次，裙缘14通过将气流围绕裙缘14进行分流而提供了用于保护麦克风M免受气流影响的壁。裙缘14优选地大致周向地连续，并且可大致地为圆柱形状，并且可具有大致恒定或可变的壁厚。再者，裙缘14可包括安装表面18，其具有多个自安装表面18延伸的保持器20，用于将防风器10附接到另一个构件C上。保持器20可以为包括如图所示卡扣式插入型(snap-in bayonet style)保持器的任何适当类型。防风器10可抵靠安装于并且附接到任何适当的构件上，比如壁、面板、壳体、仪表前盖等，其中保持器20卡扣到构件C内的对应开口O内。裙缘14也可以包括一个或多个比如位于如图所示的安装表面18内的离隙(relief)22。离隙22可为裙缘14提供柔性，并且为防风器10的内部I提供通风作用。离隙22优选地定位于裙缘14的侧边，并且位于裙缘14的下游部。

麦克风M可以为任何适当的装置，比如电声装置，其包括用于将声压波转换为电信号的转换器。普通的麦克风包括压力麦克风与阶压麦克风。并且，麦克风M可以为更大的麦克风组件A的一部分，麦克风组件A除了包括麦克风M外，还可以包括麦克风壳体、泡沫等。最后，麦克风M可放置在防风器10的内部I内，并且位于如图所示的构件C的外表面上，或者局部地或完全地比如通过构件C的外表面上或两者之间的开孔而位于构件C的外表面的后方。

盖部16大体上通过在麦克风M的上方将气流远离该麦克风M分流而提供了一种倾斜的结构，用于保护麦克风M免受气流的影响。通过在麦克风M的上方将气流远离该麦克风M分流，盖部16可以改善麦克风M的信噪比能力。盖部16可以具有任何适当的形状，比如半圆锥形、楔形、方锥形、拱形或所示的喇叭形等。盖部16包括大致地界定了防风器10的尾端部或上游端的上游端24；下游端26，其高于上游端24，并且其大致界定了防风器10的尾端部或下游端；以及位于上游端24与下游端26之间的中间部28。盖部16纵向地自其相对窄而低的上游端24延伸到相对宽而高的下游端26，其中盖部16优选地大致像喇叭一样向外倾斜或向外张开。

在其下游端26，盖部16包括气流分离边缘30。气流分离边缘30可以为位于盖部16的外表面与盖16的下游边沿32之间的弯曲过渡边缘。更特别地，气流分离边缘30可以为半圆形形状，并且可以为角度α的顶点，该角度α通过边沿32与盖部16的靠近边沿32的向外弯曲的外表面相交而形成。边沿32相对于盖部16的纵向轴线而横向地延伸，并且向着基座12弯曲，边沿32在界定于边沿32与基座12之间的声学入口34的每个边上附接到该基座12上。因此，声学入口34大致设置在防风器10的下游端，并且以大致水平的朝向而经凹陷而形成于盖部16内。声学入口34包括多个由格架38所界定的开口36。开口36可以具有任何适当的数量及形状。如果需要的话，格架38的内部或后方可设置有任何类型的泡沫(图未示)，以便保护麦克风M免受灰层、液体溅射等影响。

防风器10包括一个或多个用于减缓防风器10的内部I内的压力波动的特征。更特别地，一个或多个开孔40、42大致地设置在盖部16的上游端24处，用于消除或至少减小亥姆霍兹共振。这些开孔包括减压端口。与大体上水平地朝向的声学入口34相反，开孔40、42优选地大致穿过盖部16而垂直地朝向。可以提供任何适当数量的开孔，比如两个开孔40、42，其可以具有任何适当的形状及尺寸，并且可以借助桥接部44而分开。取而代之，如果需要的话，可提供单个开孔。在任何情况下，开孔40、42优选地以任何适当的方式而免受气流的影响。

因此，提供靠近开孔40、42并位于开孔40、42上游的鳍状物或第二个更小的盖部46，用于保护减压开孔40、42免受气流的影响。第二盖部46可以具有任何适当的形状，并且可以包括示例性的向外弯曲的外表面48，其界定了位于中间部28上游的盖部16的向外弯曲的外表面，并且可以包括侧向地相对的侧边50，该侧边50连接到向外弯曲的外表面48上。第二盖部46包括小而弯曲的气流分离边缘52，该气流分离边缘52界定于其向外弯曲的外表面48与其侧向地相对的侧边50之间的顶点上。如图所示，作为成组的减压端口可至少局部地经凹陷而形成于第二盖部46内。

第一盖部16优选地形成轮廓并且可以具有任何适当的形状。例如，盖部16可以既向内弯曲地形成，又在纵向截面内向外弯曲地形成，如图2和图5所示。盖部16从由第二盖部46在上游端24处所界定的向外弯曲的形状过渡到位于其中间部28处的向内弯曲的形状，并且从向内地弯曲形成的中间部28而过渡回在下游端26处的向外弯曲的形状。在另一个示例中，盖部16可以在横向截面内向外弯曲地形成，如图3和图4所示。

防风器10可以由任何适当的材料组成并且可以由任何适当的方式制成。例如，防风器10可以由任何适当的聚合材料，比如通常在汽车内部发现的那些材料，通过注塑而成形。防风器的一些部件可作为整体构件而形成，比如基座12、裙缘14及盖部16，而其它部件则可单独地形成，然后一体地附接起来，例如，格架38可胶粘或焊接到声学入口34内。备选地，整个防风器可作为整体构件而形成。防风器10可具有任何适当的尺寸。例如，防风器10可具有大约为1-2英寸的直径。

现在参考图2，当气流90流经防风器10的时候，气流90围绕裙缘14而被分流，如所示的分流气流92，并且在盖部16上方被偏移，如所示的偏移气流94。首先，偏移气流94的一部分在第二盖部46的气流分离边缘52处而自盖部16分离。偏移气流94的该部分变成上游再循环气流96。再循环气流96优选地根据位于上游再循环区域内的开孔40、42的下游的环形气流而再循环，该上游再循环区域可以至少局部地由盖部16的向内弯曲形成的中间部28所界定。在上游再循环区域的下游，偏移气流94再次贴在上游再贴区域内的盖部16的外表面上，该上游再贴区域可至少局部地由盖部16的向外弯曲形成的部分所界定。其次，偏移气流94的一部分在盖部16的气流分离边缘30处而自盖部16分离。偏移气流94的该部分变成下游再循环气流98，该下游再循环气流98优选地根据位于下游再循环区域内的声学入口34的下游处的环形气流而再循环。

现在参考图7，防风器10可在任何位置内用于任何应用中。例如，防风器10可用于车辆内部V的客厢内，比如用于车辆内部V的多个构件上。更特别地，防风器10可安装在A柱内架A上、顶置控制台H的壳体上、后视镜组件R上以及仪表盘或仪表面板D上。虽然图未示，防风器10也可以安装在方向盘上、中控台上、顶蓬(图未示)上、B柱压条上、门面板上、免提头戴式耳机的话筒上等。此外，这些内部构件中的任何一个可以包括防风器10或仅仅包括防风器10的盖部16。例如，压条可模制成与盖部16结合在一起，且具有或者不具有基座12及/或裙缘14。

现在参考图8，频率响应图形展示了两组绘图：具有防风器10的麦克风的频率响应绘图，以及不具有防风器10的初始绘图。两组绘图都包括来自麦克风前面(0度)、来自侧边(90度，-90度)、及来自后面(180度)的读数。如图所示，防风器10使得麦克风表现为具有大致更加平坦的从大约300Hz到大约5kHz的频率响应特性，并且具有改善的麦克风方向性。该图形揭示了：防风器10借助车内免提麦克风而为气流及噪音问题提供了相对廉价的解决方案。因此，防风器10可以改善麦克风的信噪比性能，并且因此改善了声音及语音识别性能。

应当理解：上面的描述不是本发明的限定，而是本发明的一个或多个优选的示例性实施例的描述。本发明并不限制于文中公开的特定实施例，而是仅仅界定于以下权利要求中。此外，包含于上面描述中的陈述与特定实施例有关，而并不解释成对本发明范围的限制，或者对权利要求中所用用语限定的限制，除非用语或短语明确地在上面被限定。多种其它实施例及对所公开实施例的各种改变及修改，将为那些熟悉本领域的技术人员所明白。所有这些其它实施例、改变及修改旨在涵盖于所附权利要求的范围内。

如在此说明书和权利要求中所用到的那样，当结合一个或多个构件或其它物品的列表而使用时，每个用语“例如”、“比如”以及动词“包括”、“具有”应当解释为开放式，意味着该列表不应当认为排除其它额外的构件或物品。其它用语应当解释为使用它们最宽的合理含义，除非它们用于需要不同解释的场合。

Claims (15)

1.一种麦克风防风器，其具有位于下游端的声学入口及位于所述声学入口上游的至少一个减压端口，所述防风器进一步包括盖部，所述盖部包括位于上游端的所述减压端口及位于下游端的气流分离边缘，其中所述盖部包括位于所述减压端口上游的第二盖部。

2.如权利要求1所述的防风器，其特征在于，所述盖部形成轮廓，其中，所述盖部在纵向截面剖面内形成轮廓，并且在横向截面剖面内形成轮廓。

3.如权利要求2所述的防风器，其特征在于，所述盖部包括位于所述减压端口与所述气流分离边缘之间的向内弯曲的轮廓部。

4.如权利要求3所述的防风器，其特征在于，所述盖部进一步包括位于所述一个减压端口上游的向外弯曲的轮廓部。

5.如权利要求1所述的防风器，其特征在于，所述第二盖部靠近所述减压端口。

6.如权利要求1所述的防风器，其特征在于，所述气流分离边缘为弯曲状。

7.如权利要求6所述的防风器，其特征在于，所述气流分离边缘为半圆形形状。

8.一种车辆内部仪表面板，其包括如权利要求1所述的防风器。

9.一种车辆内部A柱压条，其包括如权利要求1所述的防风器。

10.一种车辆内部后视镜组件，其包括如权利要求1所述的防风器。

11.一种车辆内部顶置控制台，其包括如权利要求1所述的防风器。

12.一种用于麦克风的防风器，其包括：

基座；

依附于所述基座的裙缘；

从所述基座突出的第一盖部，所述第一盖部包括：

至少一个减压端口；

位于所述端口上游的第二盖部；及

位于所述减压端口下游的声学入口。

13.如权利要求12所述的防风器，其特征在于，所述第一盖部在纵向及横向截面剖面内形成轮廓。

14.如权利要求13所述的防风器，其特征在于，所述第一盖部在横向截面剖面内向外地弯曲形成轮廓，并且在纵向剖面内既向内又向外地弯曲形成轮廓。

15.如权利要求12所述的防风器，其特征在于，所述声学入口经凹陷而形成于位于所述防风器的下游端的所述第一盖部内，而所述减压端口则至少局部地经凹陷而形成于位于所述防风器的上游端的所述第二盖部内。

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