CN101742387B - 低背景音骨肤振动式麦克风以及包含该麦克风的眼镜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可以隔绝背景杂音的低背景音骨肤振动式麦克风以及包含该麦克风的眼镜，主要可将该麦克风结合于眼镜而放置于鼻骨，侦测说话声音在皮肤与骨胳的振动，作为语音通讯之用。通过鼻骨振音较喉音更清晰，但振幅较小，对声音传导杂音更敏感，故运用提高感度及隔绝背景杂音的技巧和简化结构方式，使得传统振动式麦克风缩小到可以结合于眼镜而放在鼻骨上，配合眼镜，进行语音通讯。

Description

低背景音骨肤振动式麦克风以及包含该麦克风的眼镜

技术领域

本发明涉及一种可以隔绝大部分背景杂音的低背景音骨肤振动式麦克风及包含该麦克风的眼镜，特别是涉及可放置于鼻骨相关的位置，侦测说话时，声音在皮肤与骨胳产生的振动，让受话者可以听见发话者的鼻骨振动产生的音频信号的低背景音骨肤振动式麦克风的技术领域。

背景技术

目前熟知的以喉腔振动式的麦克风，其体积较大，并无法安装使用在眼镜的鼻垫位置，而必须要改变结构设计及缩小后，才能符合需求；且其传导音频振动信号的结构及传导材料亦不能满足鼻部骨肤的音频振动信号传导的需求。

其次，如中国台湾公告第444998号“陶瓷压电式麦克风”的专利，其公开一种陶瓷压电式麦克风，具有一下盖与一上盖，两盖结合后内部产生一容置空间，容置空间由下盖的一延伸部引入一信号线穿过一基板后，接至一电路板，电路板的另侧接有一陶瓷压电片，陶瓷压电片与上盖的内面固定部间夹设有一高密度发泡体，经由盖面与喉部皮肤接触所产生的音波经发泡体传至陶瓷压电片直接转接成信号输出，让除使用者的声音外，大部分的背景杂音都被衰减排除。然而，以一高密度发泡体作为传音的介质，经安装应用在鼻部骨肤上而实验，所得到的音质不佳及音量不足，而且该高密度发泡体接触该压电片的面积亦不足，造成得到的音量更不佳。

再者，如中国台湾专利公告第462575号“喉腔震动式麦克风的改良结构”的专利，其公开一种喉腔震动式麦克风的改良结构，依结构特征包含：一内具有圆凹槽的底盖，其可连结一内具有圆凹槽的上盖，使底盖与上盖连结组合为一本体，其中组合后的二圆凹槽形成一置物空间；一电路板，其强力贴附一片金属压电片，进一步连结为一体；一双面胶发泡体，其一表面贴合于上盖的内圆凹槽的底槽壁中，而另一表面覆接贴合于电路板的表面上；一发泡棉体，其一表面覆接于底盖的圆凹槽中，并紧覆接于底槽壁，而另一表面则紧覆接于压电片的下表面，通过双面胶发泡体设置可确实消除背景杂音以及减低并吸收杂音波振动的阻泥，发泡棉体与底盖其槽底大面积的覆接，可确实使发话者音波面的传导更为广泛。然而，以一发泡棉体作为传音的介质，经安装应用在鼻部骨肤上而实验，其所得到的音质仍然不佳及音量仍然不足，且发泡棉体与底盖其槽底大面积的覆接，虽然使发话者音波面的传导更为广泛，当麦克风与使用者未完全贴合时，亦同时会使背景杂音通过该发泡棉体大面积的覆接，而使大量的背景音传导进入陶瓷片。

又者，再如中国台湾专利公告第549780号“喉腔震动式麦克风的改良结构”的专利，其公开一种喉腔震动式麦克风的改良结构，依结构包含：一内有圆凹槽的底盖，可连结一内具有圆凹槽的上盖，使底盖与上盖连结组合为一本体；一发泡棉体，其一表面覆接于底盖的圆凹槽中，并紧覆接于底槽壁，而另一表面则紧覆接于金属压电片的下表面；一电路板强力附于金属压电片的上表面；其特征在于电路板的上表面贴附一橡胶材料或塑料材料所构成的软性隔板，该软性隔板的外周缘密接于上盖其圆凹槽的槽壁，使在圆凹槽中形成至少一个以上的封闭型空腔，利用音波共振来补强高音频率响应，以提升发话其高音部分，使声质的传递不失真。然而，以一发泡棉体作为传音的介质，经安装应用在鼻部骨肤上而实验，其所得到的音质仍然不佳及音量仍然不足，而且该专利在电路板的上表面贴附一橡胶材料或塑料材料所构成的软性隔板，除了具有增加麦克风厚度的缺点外，该橡胶材料或塑料材料的材料亦会由背面或与该底盖接触点接收外部的声音，并会经由电路板后再传送至该金属压电片，形成背景杂音的来源。

基本上，上述那些振动麦克风的制作原理都是相同的，即运用中介物质传递机械振动波，敲击陶瓷压电片，转成电信号，只是结构上不同而已。同时，上述振动麦克风是适用于侦测喉咙振动的喉音，所以包装很大。而且，由于喉音振幅很大，信号杂讯比要求不高，可以呈现不错的喉音。但是当把这装置应用在鼻部骨肤上，由于鼻子较小，语音振幅也较小，上述振动压电麦克风就显得太大，且呈现某种程度的杂音，致使无法呈现正确的鼻音。但是鼻音的清晰度与个人音质辨识度优于喉音，因此，本发明运用较佳的传音介质来传递鼻骨的声音，以简单结构技巧及构造的设计，使得陶瓷压电片可以用于呈现说话经过鼻骨传出来的原音。

为了解决上述问题，有需要提供一种低背景音骨肤振动式麦克风，以及使该麦克风结合于眼镜而实施，以克服现有技术的缺点。

发明内容

由上述可知，本发明的目的是提供一种低背景音骨肤振动式麦克风，其可用于安装在眼镜的鼻垫位置，所以厚度及尺寸必须控制在相当小的范围之内，并符合人体工学的设计，否则安装在眼镜鼻垫，会显得相当不对称、突兀；另外，设计亦须考虑当振动式麦克风与鼻骨接触的面积变小时，是否仍能清晰感测到鼻骨的音频振动信号，使受话者能清楚听到发话者的鼻骨振动发出的音频振动信号。

为达成上述目的，本发明的低背景音骨肤振动式麦克风，其至少包含一背盖、一中置板、一压电元件、一传导垫片及一感测前盖；其中该背盖设有一孔，该背盖外侧可与一眼镜连接，如该背盖的外侧可用以与一眼镜的鼻垫支架连接，该背盖与该眼镜连接之处设计需如传统眼镜的鼻垫般灵活，以因应不同鼻型的使用者；另该中置板放置在该背盖的内侧；而该压电元件放置在该中置板的上方，压电元件主要为一承载片，该承载片至少在其一侧面具有至少一压电片；另该传导垫片放置在压电元件的上方，该传导垫片的下侧面为平面状，且接触在压电元件的上方，使其可将感测到的振动信号直接传送给该压电元件接收，该压电元件因压电效应产生电压信号，另该传导垫片的上侧面为一中央较厚、逐渐向侧边渐薄的弧形凸面；而该感测前盖放置在该传导垫片的上方，且与背盖结合而使内部形成一容置空间，而使该容置空间(感测前盖与背盖的内侧)供该中置板、压电元件及传导垫片容置，另该感测前盖的外侧面为一圆弧凸面，且该感测前盖的内顶面为一中央较薄、逐渐向侧边渐厚的弧形凹面，亦即该感测前盖的中央最薄、外围最厚，并使该弧形凹面供该传导垫片的弧形凸面接合，而使整体构成一麦克风元件。其中，该感测前盖的中央最薄的位置实施时是用以接触骨肤，该中央部分不可太厚，以免影响鼻骨振动声音的传递，另该感测前盖的外围处的厚度不可太薄，才足以隔绝大部分的背景杂讯。

承上，该压电片上下两侧面更分别具有一电极层，各电极层连接一可传输该压电元件产生的压电信号的一导线，而导线穿设于一遮蔽线的内部，且该遮蔽线由该背盖的孔穿出，另延伸至一放大电路板，如该遮蔽线连接至设置于眼镜的镜脚内部的放大电路板。

另外，该背盖设有一沟槽，该沟槽由该背盖的边缘延伸至该孔，沟槽的内部用于容纳该遮蔽线(导线)。

再者，该背盖或该感测前盖的内侧面设有一金属层，该金属层与该承载片以一连接线连接，且由承载片经由下方的电极层及导线接地。

此外，该中置板下侧具有一凹槽，进而使该中置板与该背盖的内底侧之间形成一空腔。

另外，该传导垫片的材料可为橡胶或硅胶，以使音频信号在鼻部骨肤传导时的品质更佳；又者，该传导垫片的边缘有一缺口，该缺口供导线与该压电元件连接的连接部(如焊接处)容置。

此外，该中置板上侧的中央设有一凸起部，且该凸起部顶住该压电元件的中央。

再者，该背盖的孔可供遮蔽线穿组后，灌注软性胶于该孔内，使该遮蔽线(导线)在该孔内被软性胶所包围。或该软性胶再灌注至沟槽内。

又者，该背盖的内侧周围更包含一定位块，该中置板或该压电元件可被该定位块固定。

此外，该背盖的内侧周围更包含有一凸圈，该凸圈披覆一软质物，该中置板直接安置在该软质物上，且不会与该背盖的内底侧直接接触。

此外，该中置板下侧另具有一下凸部，该下凸部衔接在该沟槽内，使该中置板在安装时，易于定位及固定，该下凸部同时有将该遮蔽线固定拉撑在该沟槽内的功能，使由该孔出线的该遮蔽线，在组装或检验过程中，不易被外力拉出，而破坏压电元件与导线的焊接处。

另外，可将一放大电路板放置在该麦克风的内部，且以该放大电路板取代该中置板，使该压电元件的信号在该麦克风的内部直接连接入该放大电路板而放大，且该压电元件以二信号线连接该放大电路板，又该放大电路板再以二导线由该背盖的孔穿出。

又者，在实施方面，该麦克风可直接结合于一眼镜，如该低背景音骨肤振动式麦克风即构成眼镜的鼻垫，且由背盖与眼镜的鼻垫支架连接。

此外，本发明的低背景音骨肤振动式麦克风除了可运用在骨传导的产品外，亦可利用其优异的拾音效果，运用在其他需固体传音功能产品。

附图说明

图1是本发明的麦克风的第一较佳实施例的立体分解示意图。

图2是本发明的麦克风的第一较佳实施例的组合平面示意及其部分放大图。

图3是本发明的麦克风的第一较佳实施例的立体实施例参考图。

图4是本发明的麦克风的背盖的立体结构剖视示意图。

图5是本发明的麦克风的第一较佳实施例的组合俯视平面构造示意图。

图6是本发明的麦克风的第二较佳实施例的组合平面示意及其部分放大图。(感测前盖的内侧面设有金属层的示意)

图7是本发明的麦克风的第三较佳实施例的组合平面示意图。(中置板另具凹槽及凸起部的示意)

图8是本发明的麦克风的第四较佳实施例的组合平面示意图。(背盖内缘具有定位块的示意)

图9是本发明的麦克风的第五较佳实施例的组合平面示意图。(背盖的内侧周围具有凸圈、软质物的示意)

图10是本发明的背盖内侧周围具有凸圈、软质物的俯视平面示意图。

图11是本发明的麦克风的第六较佳实施例的组合平面示意图。(中置板另具有下凸部的示意)

图12是本发明的麦克风的第七较佳实施例的组合平面示意图。(中置板被放大电路板取代的示意)

主要元件符号说明：

1----背盖              11----孔

12----接耳             13----沟槽

14----软性胶           15----定位块

16----凸圈             17----软质物

2----中置板            21----凹槽

210----空腔            22----凸起部

23----下凸部

3----压电元件          31----承载片

32----压电片           33----电极层

34----导线             35----遮蔽线

36----信号线           30----连接部

4----传导垫片          41----弧形凸面

42----缺口             5----感测前盖

51----圆弧凸面         52----弧形凹面

6----眼镜              61----鼻垫支架

62----镜脚             7----放大电路板

8----金属层            81----连接线

S----容置空间

M----低背景音骨肤振动式麦克风

具体实施方式

虽然本发明可表现为不同形式的实施例，但附图所示及在下文中说明的为本发明的较佳实施例，并非意图用以将本发明限制于图示及/或所描述的特定实施例中。

如图1、图2所示，本发明的“低背景音骨肤振动式麦克风”，其包含一背盖1、一中置板2、一压电元件3、一传导垫片4及一感测前盖5；其中：

背盖1，设有一孔11(见图2)，该背盖1的外侧可设有接耳12，使其可与一眼镜6连接，如与眼镜6的鼻垫支架61连接(另如图3)，以应用不同鼻型的使用者。

中置板2，放置在该背盖1的内侧。

压电元件3，其可因压电效应而产生电压信号，其放置在该中置板2的上方，该压电元件3主要为一承载片31，该承载片31至少在其一侧面具有至少一压电片32(如图2，该图中以上侧面设置一压电片为例)，又若增加压电片32的数量，可以使压电元件3对音频振动信号的感应效能增加。另外，该压电片32的上下两侧面更分别具有一电极层33，各电极层33连接一可传输该压电元件3产生的压电信号的一导线34，所述的导线34穿设于一遮蔽线35的内部，且该遮蔽线35由该背盖1的孔11穿出而延伸至一放大电路板7(请参见图2、图3)，例如该遮蔽线35连接至设置于眼镜6的镜脚62内部的放大电路板7(如图3所示)，该遮蔽线35可具有抗杂讯的功能，可将压电元件3感应的骨肤音频振动信号完整传送到该放大电路板7的放大电路，信号在传送之中经由该遮蔽线35的保护，不会被杂讯所干扰，以维持良好的通话品质。

传导垫片4，材料可为橡胶或硅胶，以使音频信号在骨肤传导时的品质更佳，传导垫片4放置在压电元件3的上方，该传导垫片4的下侧面为平面状，且接触在压电元件3的上方，使其可将感测到的振动信号直接传送给该压电元件3接收，另外，该传导垫片4的上侧面为一中央较厚、逐渐向侧边渐薄的弧形凸面41。

感测前盖5，其可用符合人体舒适度的材料来增加感测灵敏度。感测前盖5放置在该传导垫片4的上方，且与背盖1结合而使内部形成一容置空间S(如图2)，而使该容置空间S(感测前盖与背盖的内侧)供该中置板2、压电元件3及传导垫片4容置，另该感测前盖5的外侧面为一圆弧凸面51，且该感测前盖5的内顶面为一中央较薄、逐渐向侧边渐厚的弧形凹面52，亦即该感测前盖5的中央最薄、外围最厚，并使该弧形凹面52供该传导垫片4的弧形凸面41接合，而使整体构成一低背景音骨肤振动式麦克风M的元件。

此外，该背盖1另设有一沟槽13，该沟槽13由该背盖1的边缘延伸至该孔11(如图1、图4)，沟槽13的内部用于容纳该遮蔽线35(当然，导线亦容纳于沟槽内部，如图2)，即该导线34由压电元件3接出后，沿着该沟槽13布线，一直布线到该孔11才穿出麦克风，沟槽13的设计可以延长背景音传导途径，减少麦克风感应到背景音的量。

又者，该背盖1或该感测前盖5的内侧面设有一金属层8(图6中是以感测前盖的内侧面设有一金属层为例)，该金属层8与该承载片31以一连接线81连接，使其可将人体60Hz杂讯及外部干扰经由该金属层8接收，不会将杂讯传送到该压电元件3，然后再由承载片31经由下方的电极层33及导线34接地，进而达成抗干扰的目的。

此外，该中置板2的下侧面设有一凹槽21(如图7)，进而使该中置板2与该背盖的内底侧之间形成一空腔210，而可以使外部的背景音经由该背盖1传入时，先进入空腔210后，再进入该中置板2时，因音波连续穿过不同介质，而使背景音的信号大量衰减，仅有较少的背景音能进入压电元件3，也进而减少背景音进入麦克风，而可提高通话品质。

又者，该传导垫片4边缘有一缺口42(如图1、图5)，该缺口42可以容纳该压电元件3与导线34连接(焊接)时的连接部30(焊接点)(如图5)，亦即该缺口42可以避开压电元件3的连接部30(焊接点)，使在组装时，该传导垫片4不会压到连接部30，不会造成压电片32裂开，并具有定位功能。

此外，该中置板2上侧中央有一凸起部22，该凸起部22顶住该压电元件3的中央(如图7)，使该压电元件3对音频振动信号产生最佳的感测效能，相对的使放大电路以较低的增益，即可达到较佳的通话品质。

再者，该背盖1的孔11可在遮蔽线35穿过组装后，灌注软性胶14于该孔11内(如图7)，或再灌注至沟槽13(图7以此为例)，使该遮蔽线35在该孔11内被软性胶14所包围，会增加隔绝背景音的效果，减少背景音被压电元件3所感测的途径。

又者，该背盖1内缘更包含一定位块15(如图8)，该中置板2或该压电元件3可被该定位块15固定(图8中是以中置板及压电元件均被定位块定位为例)，使在组装时，该中置板2或该压电元件3容易正确定位，确保组装品质。

此外，该背盖1的内侧周围更包含有一凸圈16，该凸圈16上披覆一软质物17，且该中置板2放置在该软质物17上方(如图9、图10)，且与该背盖1的内底侧未直接接触，此种设计可以将背景音由背盖1接收后，经由该软质物17，再传递至该中置板2时，因经过多种介质缓冲及衰减后，最后进入该压电元件3的背景音将大幅减少，提升通话品质，该软质物17亦可用于缓冲压电元件3、中置板2等构件的压力。

又如图11，所示者为该中置板2的下侧具有一下凸部23，其可为圆柱体状，该下凸部23的直径与该沟槽13短边的宽度相同，使该下凸部23可衔接插入在该沟槽13内，使该中置板2在安装时，易于定位及固定，该下凸部23同时有将该遮蔽线35固定拉撑在该沟槽13内的功能，使由该孔11出线的该遮蔽线35，在组装或检验过程中，不易被外力拉出而破坏压电元件3与导线34的焊接处，以提高产线的良率。

另外，可将该放大电路板7放置在该低背景音骨肤振动式麦克风M的内部，该放大电路板7是取代该中置板2的位置(请比对图2、图12)，其中，该压电元件3以二信号线36连接该放大电路板7，又该放大电路板7再以二导线34由该背盖1的孔11穿出。如此，使该压电元件3的信号在该麦克风的内部直接连接入该放大电路板7的放大电路而放大，因为本低背景音骨肤振动式麦克风M可为配合眼镜的设计，所以其体积必须不能过大，所以该内置的电路板必须以微小型电子元件，如0201或更小的尺寸的电子元件焊接在薄型PCB上，才可组装在有限的空间之内。

承上，如图3所示，本发明的低背景音骨肤振动式麦克风M可直接构成眼镜6的鼻垫，且由背盖1与眼镜6的鼻垫支架61连接而实施。当然，本发明的低背景音骨肤振动式麦克风M除了可运用在骨传导的产品外，亦可利用其优异的拾音效果，运用在其他需固体传音功能产品。

承上所述，本发明低背景音骨肤振动式麦克风M实施时可直接构成眼镜6的鼻垫，通过该感测前盖5的中央最薄的位置实施时用以接触鼻子的骨肤，侦测说话声音的皮肤与骨胳的振动，作为语音通讯之用，且该感测前盖5的中央部分较薄，而可避免影响鼻骨振动声音的传递，另该感测前盖5的外围处较厚，而足以隔绝大部分的背景杂讯，配合该传导垫片4的弧形凸面41与该感测前盖5的弧形凹面52接合，以达到最佳的音频振动传递，又鼻骨振音较喉音更清晰，但振幅较小，对声音传导杂音更敏感，故运用提高感度及隔绝背景杂音的技巧和简化结构方式，使得传统压电式麦克风缩小到可以结合于眼镜而放在鼻骨上，配合眼镜，进行语音通讯，是本发明的最大特色。

虽然前述的描述及图示已公开本发明的较佳实施例，必须了解到各种增添、许多修改和取代可能使用于本发明较佳实施例，而不会脱离权利要求书所界定的本发明保护范围。本领域技术人员将可体会本发明可能使用于很多形式、结构、布置、比例、材料、元件和元件的修改。因此，本申请在此所公开的实施例，应被视为用以说明本发明，而非用以限制本发明。本发明的保护范围应由权利要求书的范围所界定，并涵盖其合法均等物，并不限于先前的描述。

Claims (16)

1.一种低背景音骨肤振动式麦克风，其特征在于，包含有：

一背盖，该背盖设有一孔；

一中置板，该中置板设在该背盖的内侧；

一压电元件，该压电元件设在该中置板的上方，其主要为一承载片，该承载片至少在其一侧面具有至少一压电片；

一传导垫片，该传导垫片的下侧面为平面状，且接触在压电元件的上方，该传导垫片的上侧面为一中央较厚、逐渐向侧边渐薄的弧形凸面；

一感测前盖，该感测前盖设在该传导垫片的上方，且与背盖结合，而使感测前盖与背盖的内侧供该中置板、压电元件及传导垫片容置，该感测前盖的外侧面为一圆弧凸面，且该感测前盖的内顶面为一中央较薄、逐渐向侧边渐厚的弧形凹面，且该弧形凹面供该传导垫片的弧形凸面接合。

2.根据权利要求1所述的低背景音骨肤振动式麦克风，其特征在于：该压电片的上下两侧面更分别具有一电极层，各电极层连接一可传输该压电元件产生的压电信号的一导线，所述的导线穿设于一遮蔽线内，且该遮蔽线由该背盖的孔穿出。

3.根据权利要求2所述的低背景音骨肤振动式麦克风，其特征在于：该背盖另设有一沟槽，该沟槽延伸接至该孔，且该遮蔽线纳设于沟槽内部。

4.根据权利要求2所述的低背景音骨肤振动式麦克风，其特征在于：该背盖或该感测前盖的内侧面设有一金属层，该金属层与该承载片以一连接线连接，且由承载片经由下方的电极层及导线接地。

5.根据权利要求2所述的低背景音骨肤振动式麦克风，其特征在于：该遮蔽线连接至一放大电路板。

6.根据权利要求1所述的低背景音骨肤振动式麦克风，其特征在于：该中置板的下侧面设有一凹槽，且使该中置板与该背盖的内底侧之间形成一空腔。

7.根据权利要求1所述的低背景音骨肤振动式麦克风，其特征在于：该传导垫片的材料为橡胶或硅胶。

8.根据权利要求2所述的低背景音骨肤振动式麦克风，其特征在于：该传导垫片的边缘具有一缺口，该缺口供所述的导线与该压电元件连接的连接部容置。

9.根据权利要求1所述的低背景音骨肤振动式麦克风，其特征在于：该中置板的上侧中央具有一凸起部，且该凸起部顶住该压电元件的中央。

10.根据权利要求1所述的低背景音骨肤振动式麦克风，其特征在于：该孔的内部另填充有软性胶。

11.根据权利要求1所述的低背景音骨肤振动式麦克风，其特征在于：该背盖的内侧更包含一定位块，且该中置板或该压电元件是由该定位块加以固定。

12.根据权利要求1所述的低背景音骨肤振动式麦克风，其特征在于：该背盖的内侧周围更包含有一凸圈，该凸圈披覆一软质物，该中置板放置在该软质物上方，且与该背盖的内底侧未直接接触。

13.根据权利要求3所述的低背景音骨肤振动式麦克风，其特征在于：该中置板的下侧有一下凸部，该下凸部插入在该沟槽内，且将该遮蔽线固定在该沟槽内。

14.根据权利要求1所述的低背景音骨肤振动式麦克风，其特征在于：该中置板可由一放大电路板取代，且该压电元件以二信号线连接该放大电路板，又该放大电路板再以二导线由该背盖的孔穿出。

15.一种眼镜，其特征在于：包含有如权利要求1所述的低背景音骨肤振动式麦克风。

16.根据权利要求15所述的眼镜，其特征在于：该低背景音骨肤振动式麦克风是构成眼镜的鼻垫，且由背盖与眼镜的鼻垫支架连接。

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