CN103347225A - 耳道麦克风 - Google Patents

Abstract

耳道麦克风涉及音频通讯技术。在耳道筒202的耳膜端203有拾音器4，拾音器4在耳道内采集说话人因声带振动，并通过骨传导引起的耳膜振动或和耳道振动来还原语音信号。不采集使用人耳道外环境的噪音声波，所得语音信号纯正。尤其能满足语音智能操控技术对关键词的纯正度要求，是推进语音智能操控技术实用化必须的前端瓶颈设备，亦是强噪音环境语音通讯。

Description

耳道麦克风

所属技术领域

本发明涉及一种耳道麦克风，属于音频通讯技术。

背景技术

麦克风作为一种实现将声波转变为电信号的换能器，其技术已相当成熟，结构形式多见驻极体电容式、动圈式和碳晶式等。现有技术麦克风的显著缺点在于先采撷包括有环境噪音的语音信号，然后再对噪音信号进行减噪或降噪处理。其减噪或降噪方法，多见180度反向或多方位布置拾音器，以直接抵消或通过软件技术加以克服环境噪音。现有技术的麦克风对先采撷的噪音进行降噪或减噪的补救措施，其减噪或降噪的效果，仅能满足于在较安静的环境中，用人的大脑判断语音通话内容的需求，完全不能满足电脑或其它智能设备语音搜索引擎对关键词的搜索和判断，以及在强噪音背景中的语音通话的需求。也就是说，用现有技术的减噪或降噪麦克风，如果使用者是处于诸如行驶中的机车驾驶舱内、有机车行驶的公路旁、身旁有人说话、有杂音的生产场所等吵闹的环境，其麦克风采撷的语音信号，便不能用作电脑或其它智能设备语音搜索引擎的信号源，否则电脑或其它智能设备会做出错误的判断或不能识别关键词；亦不能实现在舰船、潜水艇、坦克、装甲车内以及其它噪音环境中人与人之间的语音通讯。

为了避免采撷环境噪音，市面上有耳外贴肤使用的骨传导麦克风，采用了在一个密闭的腔体内装配拾音器的方法，可以获得几乎没有噪音的语音信号。耳外贴肤使用的骨传导麦克风的不足是，所采撷的语音信号虽然没有环境噪音，但是语音变调严重，关键词含混不清晰，以致于不仅不能用于语音智能操控技术，即使用于人与人之间的语音通讯，也难以应用。如公告号CN1956604公开的《骨传导麦克风及其制造方法》、公告号CN103096225A公开的《骨传导麦克风》等。因为，现有技术的骨传导麦克风的拾音器，其语音信号来自于密闭腔体内还原压电振动片的振动，所得的语音信号高度失真；此外，密闭腔体内装配电容式拾音器，因为外腔体结构层有足够的厚度，其骨传导还原的语音信号，也导致语音音频的极大改变。同样亦不能还原出符合语音智能操控技术所需要的语音信号和在强噪音环境下人与人语音通讯的纯正语音信号。如公告号CN103096196A公告的《骨传导麦克风》。

因此，管从软件技术的角度看，尽管语音搜索引擎已经具有强大的关键词搜索或分辨能力，甚至能够识别多种俚语、方言，但由于没有可以采撷无噪音麦克风的上游关键设备，以至于语音智能技术多年来只能停留在错了可以重来的玩具或游戏时代，甚至停留在概念上，无法推进实际应用。此外，在特殊强噪音背景下，人与人之间的语音通讯亦是急待解决的世界性难题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术传统麦克风，尤其针对现有技术耳外贴肤使用的骨传导麦克风的不足，提出一种不采集外界噪音，只采集说话人因声带振动并通过骨传导引起的耳膜振动或和耳道振动来还原语音信号的全新耳道麦克风，以满足电脑或其它智能设备用于语音搜索引擎对关键词纯净度的要求，和强噪音环境中人与人清晰的语音通讯的要求。

本发明的技术方案是：

一种耳道麦克风，包括外端盖、机身、隔离消音套、拾音器和语音信号线，其机身有连为一体的机舱、耳道筒，耳道筒内的耳膜端装有拾音器；隔离消音套套在耳道筒的外壁；外端盖的右端面有凹凸扣环A，机身的左端面有凹凸扣环B；外端盖的凹凸扣环A与机身的凹凸扣环B互为镶嵌啮合。

本发明所述的机舱，用于安装语音蓝牙模块电路板和电池等。

使用时，将耳道筒的耳膜端插入人的耳道内，隔离消音套被耳道内壁挤压，其外沿紧贴耳道内壁，将外界噪音信号与耳膜完全隔离，隔离消音套同时将使用者说话时，声带振动因骨传导带动的耳膜振动或和耳道振动传递给耳道筒内的拾音器，拾音器再将振动信号还原成语音信号，从而采集到与外界噪音信号无关的使用人说话的纯净语音信号。

所述的隔离消音套为柔性软胶，如软硅胶等材质。隔离消音套采用柔性软胶，有助于提高佩戴舒适性的作用。

一种耳道麦克风，包括机身、隔离消音套、拾音器、语音信号线和传线圈，其机身有呈盲孔状的耳道筒，耳道筒的耳膜端装配拾音器；隔离消音套套在耳道筒的外壁。

本发明所述的机身，只有耳道筒，没有机舱。拾音器采集的语音信号通过与引导线传递至外界语音蓝牙模块或直接传递至音频模块。

一种耳道麦克风，其拾音器是驻极体电容换能器；拾音器装配在耳道筒内的耳膜端，拾音器的驻极体膜面朝向耳膜端，拾音器的语音信号焊盘或电极焊接有语音信号线。

本发明，在拾音器驻极体膜的外侧(面向耳膜)中央，固定带有振子的振动杆，可以提高拾音器的灵敏度。

一种耳道麦克风，其拾音器是动圈式换能器；拾音器装配在耳道筒内的耳膜端，拾音器的受声面朝向耳膜端，拾音器的语音信号焊盘或电极焊接有语音信号线。

一种耳道麦克风，其拾音器是碳晶式麦克风；拾音器装配在耳道筒内的耳膜端，拾音器的受声面朝向耳膜端，拾音器的语音信号焊盘或电极焊接有语音信号线。

一种耳道麦克风，其拾音器为振动式压电陶瓷换能器，拾音器由固定塞和换能振子组成，换能振子的一端固定在固定塞上；换能振子由导电基片、附着在导电基片表面的压电陶瓷层、导电基片的延伸段的端头的振子组成；固定塞固定在耳道筒内的耳膜端；压电陶瓷层的表面敷设有金属导电膜，在导电基片的固定端和压电陶瓷层的金属导电膜上分别焊接有语音信号线。

本发明所述换能振子的一端被固定由固定塞上，另一端悬空。当固定塞感受到来自耳道的振动时，振子将产生振动，导电基片将振动传递至压电陶瓷层，并对压电陶瓷层产生挤压，从而还原出语音电信号。所述的振子到敷设压电陶瓷层的导电基片段，亦可用弹簧代替。

一种耳道麦克风，其机身的机舱和耳道筒之间有隔离墙，隔离墙上开有穿线孔；拾音器的语音信号线从耳道筒经穿线孔进入机舱与机舱内的语音蓝牙模块相连接。

一种耳道麦克风，其机身的耳道筒外侧的隔离墙上开有穿线孔，拾音器的语音信号线从耳道筒经穿线孔引出与外部语音蓝牙模块或音频功放电路相连。

本发明，拾音器采用驻极体电容换能器、动圈换能器或碳晶式换能器时，语音信号主要来自耳膜振动产生的气导作用，并在换能器的后背(非受音面)的耳道筒内填充消音填料是有益的。

本发明的工作过程：

将本发明耳道麦克风的语音信号线连接上蓝牙设备，打开蓝牙设备的电源，将本发明的耳道筒的耳膜端插入人的耳道内，隔离消音套被耳道内壁挤压，其外沿紧贴耳道内壁，将外界噪音信号与耳膜完全隔离，隔离消音套同时将使用者说话时，因声带振动由骨传导带动的耳道振动和耳膜振动传递给耳道筒内的拾音器，拾音器再将振动信号还原成语音信号，从而采集到与外界音频信号无关的使用人说话的纯净语音信号。

本发明的显著优点在于：

本发明的拾音器采集的语音信号，是还原使用人说话时因声带振动，并由骨传导带动耳道振动和耳膜振动，完全屏蔽了使用人耳道外环境的噪音声波，采集到的语音信号纯正，可以满足电脑或其它智能设备语音搜索引擎对关键词的纯正度要求。为推进语音智能操控技术走向实用化提供了必须的前段瓶颈设备。

附图说明

下面结合附图进一步说明本发明。

图1是本发明机身具有机舱和耳道筒结构、并采用电陶瓷拾音器实施例的剖面结构示意图；

图2是本发明机身具有机舱和耳道筒结构、采用驻极体拾音器或动圈式拾音器或碳晶式拾音器实施例的剖面结构示意图；

图3是本发明机身只有耳道筒结构、采用压电陶瓷拾音器实施例的剖面结构示意图；

图4是本发明机身只有耳道筒结构、采用驻极体拾音器或动圈式拾音器或碳晶式拾音器实施例的剖面结构示意图。

图中：

1-外端盖 101-凹凸扣环A

2-机身 2a-机身 201-机舱 202-耳道筒 203-(耳道筒的)耳膜端 204-隔离墙 204a-底墙 205-穿线孔 205a-穿线孔 206-凹凸扣环B

3-隔离消音套

4-拾音器 401-固定塞 402-压电陶瓷层 403-导电基片 404-振子 405-语音信号线

5-消音填料

6-(防拉出)穿线圈

实施例1

如图1、2所示的耳道麦克风，包括外端盖1、机身2、隔离消音套3、拾音器4和语音信号线405，其特征是机身2有连为一体的机舱201、耳道筒202，耳道筒202内的耳膜端203装有拾音器4；隔离消音套3套在耳道筒202的外壁；外端盖1的右端面有凹凸扣环A101，机身2的左端面有凹凸扣环B206；外端盖1的凹凸扣环A101与机身2的凹凸扣环B(206)互为镶嵌啮合。

实施例2

如图3、4所示的耳道麦克风，包括机身2a、隔离消音套3、拾音器6、语音信号线405和传线圈6，其机身2a有呈盲孔状的耳道筒202，耳道筒202的耳膜端203装配拾音器4；隔离消音套3套在耳道筒202的外壁。

实施例3

如图2、4所示的耳道麦克风，其拾音器4是驻极体电容换能器；拾音器4装配在耳道筒202内的耳膜端203，拾音器4的驻极体膜面朝向耳膜端203，拾音器4的语音信号焊盘或电极焊接有语音信号线405。

实施例4

如图2、4所示的耳道麦克风，其拾音器4是动圈式换能器；拾音器4装配在耳道筒202内的耳膜端203，拾音器4的受声面朝向耳膜端203，拾音器4的语音信号焊盘或电极焊接有语音信号线405。

实施例5

如图2、4所示的耳道麦克风，其拾音器4是碳晶式麦克风；拾音器4装配在耳道筒202内的耳膜端203，拾音器4的受声面朝向耳膜端203，拾音器4的语音信号焊盘或电极焊接有语音信号线405。

实施例6

如图1和3所示的耳道麦克风，其拾音器4为振动式压电陶瓷换能器，拾音器4由固定塞401和换能振子组成，换能振子的一端固定在固定塞401上；换能振子由导电基片403、附着在导电基片403表面的压电陶瓷层402、导电基片403的延伸段的端头的振子404组成；固定塞401固定在耳道筒202内的耳膜端203；压电陶瓷层402的表面敷设有金属导电膜，在导电基片403的固定端和压电陶瓷层402的金属导电膜上分别焊接有语音信号线405。

实施例7

如图1和2所示的耳道麦克风，其机身2的机舱201和耳道筒202之间有隔离墙204，隔离墙204上开有穿线孔205；拾音器4的语音信号线405从耳道筒202经穿线孔205进入机舱201与机舱201内的语音蓝牙模块相连接。

实施例8

如图3和4所示的耳道麦克风，其机身2a的耳道筒202外侧的底墙204a上开有穿线孔205a，穿线孔205a内穿有传线圈6，拾音器4的语音信号线405从耳道筒202经穿线孔205a引出与外部语音蓝牙模块或音频功放电路相连。

本发明采用自制振动式压电陶瓷换能器，采用4.0*2.2型驻极体换能器，采用4.0*3.0型动圈式换能器，采用4.0*3.0型碳晶换能器。本发明所述的拾音器，包括但不局限于驻极体电容式换能器和碳晶式换能器、压电陶瓷换能器。

Claims (8)

1.一种耳道麦克风，包括外端盖(1)、机身(2)、隔离消音套(3)、拾音器(4)和语音信号线(405)，其特征是机身(2)有连为一体的机舱(201)、耳道筒(202)，耳道筒(202)内的耳膜端(203)装有拾音器(4)；隔离消音套(3)套在耳道筒(202)的外壁；外端盖(1)的右端面有凹凸扣环A(101)，机身(2)的左端面有凹凸扣环B(206)；外端盖(1)的凹凸扣环A(101)与机身(2)的凹凸扣环B(206)互为镶嵌啮合。

2.一种耳道麦克风，包括机身(2a)、隔离消音套(3)、拾音器(6)、语音信号线(405)和传线圈(6)，其特征是机身(2a)有呈盲孔状的耳道筒(202)，耳道筒(202)的耳膜端(203)装配拾音器(4)；隔离消音套(3)套在耳道筒(202)的外壁。

3.权利要求1和2所述的一种耳道麦克风，其特征是拾音器(4)是驻极体电容换能器；拾音器(4)装配在耳道筒(202)内的耳膜端(203)，拾音器(4)的驻极体膜面朝向耳膜端(203)，拾音器(4)的语音信号焊盘或电极焊接有语音信号线(405)。

4.权利要求1和2所述的一种耳道麦克风，其特征是拾音器(4)是动圈式换能器；拾音器(4)装配在耳道筒(202)内的耳膜端(203)，拾音器(4)的受声面朝向耳膜端(203)，拾音器(4)的语音信号焊盘或电极焊接有语音信号线(405)。

5.权利要求1和2所述的耳道麦克风，其特征是拾音器(4)是碳晶式麦克风；拾音器(4)装配在耳道筒(202)内的耳膜端(203)，拾音器(4)的受声面朝向耳膜端(203)，拾音器(4)的语音信号焊盘或电极焊接有语音信号线(405)。

6.权利要求1和2所述的耳道麦克风，其特征是拾音器(4)为振动式压电陶瓷换能器，拾音器(4)由固定塞(401)和换能振子组成，换能振子的一端固定在固定塞(401)上；换能振子由导电基片(403)、附着在导电基片(403)表面的压电陶瓷层(402)、导电基片(403)的延伸段的端头的振子(404)组成；固定塞(401)固定在耳道筒(202)内的耳膜端(203)；压电陶瓷层(402)的表面敷设有金属导电膜，在导电基片(403)的固定端和压电陶瓷层(402)的金属导电膜上分别焊接有语音信号线(405)。

7.权利要求1所述的耳道麦克风，其特征是机身(2)的机舱(201)和耳道筒(202)之间有隔离墙(204)，隔离墙(204)上开有穿线孔(205)；拾音器(4)的语音信号线(405)从耳道筒(202)经穿线孔(205)进入机舱(201)与机舱(201)内的语音蓝牙模块相连接。

8.根据权利要求2所述的耳道麦克风，其特征是机身(2a)的耳道筒(202)外侧的底墙(204a)上开有穿线孔(205a)，穿线孔(205a)内穿有传线圈(6)，拾音器(4)的语音信号线(405)从耳道筒(202a)经穿线孔(205a)引出与外部语音蓝牙模块或音频功放电路相连。

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