CN106658248B - 双指向性和无指向性功能互换的电容式麦克风及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双指向性和无指向性功能互换的电容式麦克风及电子设备，涉及麦克风结构技术领域。该电容式麦克风及电子设备，当密封部件未处于上开口或下开口的位置处，且未与上开口或下开口贴合时，电容式麦克风具有双指向性功能，而当密封部件处于上开口或下开口的位置处，且与上开口或下开口贴合时，电容式麦克风具有无指向性功能，所以，本发明实施例提供的电容式麦克风，具有双指向性和无指向性的双重功能，能够在双指向性和无指向性功能间互换，可以将双指向性电容式麦克风切换为无指向性电容式麦克风使用，从而扩大其使用范围。

Description

双指向性和无指向性功能互换的电容式麦克风及电子设备

技术领域

本发明涉及麦克风结构技术领域，尤其涉及一种双指向性和无指向性功能互换的电容式麦克风及电子设备。

背景技术

电容式麦克风由于其具有频率响应宽，频率响应特定平直、非线性失真小，瞬态响应好和灵敏度高等优点，在很多方面都得到了应用。

目前，电容式麦克风，主要由电容头和预放大器组成，而电容头由振动膜和电极板组成，极化电压通过电阻R加到振动膜和电极板之间，当振动膜受到振动或受到气流地摩擦时，由于振动使两电极板间的距离改变，即电容C改变，而电极板上的电量Q不变，就会引起电极板之间的电压发生变化，所以，通过预放大器放大后，在输出端输出的电压变化大小，就反映了外界声压的强弱，这种电压变化频率反映了外界声音的频率。从而可以通过对电压的检测，来实现对外界声压的检测，并进行相应的处理。比如，将电容式麦克风设于车辆的外部镜上，收集车辆周围的声音，并根据输出端电压的变化，判断车辆周围声压的变化，并进行所需的处理，可以通过报警系统向车辆用户的便携终端或安全公司发送报警通知。

目前，电容式麦克风的种类很多，比如，双指向性、单指向性和无指向性性等，但是，现有的电子设备中使用的电容式麦克风，一般只具有无指向性功能或双指向性功能中的任一功能，从而限制了电容式麦克风的应用范围。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双指向性和无指向性功能互换的电容式麦克风及电子设备，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种双指向性和无指向性功能互换的电容式麦克风，包括：双指向性电容式麦克风和密封部件，双指向性电容式麦克风包括：金属壳体、阻抗电路和电路板，所述金属壳体的上方设置有上开口，所述金属壳体的下方设置有下开口，所述金属壳体内设置有固定电极，所述固定电极的上方设置有上振动膜，所述固定电极的下方均设置有下振动膜，所述上振动膜的位置与所述上开口的位置相对应，所述下振动膜的位置与所述下开口的位置相对应；

所述固定电极、所述上振动膜和所述阻抗电路通过与所述电路板连接形成第一电路，所述固定电极、所述下振动膜和所述阻抗电路通过与所述电路板连接形成第一电路；

所述密封部件设置在所述上开口的上方或所述下开口的下方，所述密封部件包括操作扭、操作窗和密封体，所述操作扭的一端与所述操作窗连接，且所述操作扭的一端可在所述操作窗内滑动，所述操作扭的另一端与所述密封体连接，所述密封体的表面可与所述上开口或下开口表面贴合。

优选地，所述电路板为环形基板，所述环形基板上设置有四个插孔，且所述四个插孔按照90°分割位置设置；

所述金属壳体包括上壳体和下壳体，所述上壳体和所述下壳体均包括主体部，所述主体部的两端分别设置有凸部，所述上壳体的所述主体部上设置有上开口，所述下壳体的所述主体部上设置有下开口；所述上开口和所述下开口的位置相对应；

所述凸部分别对应插入所述环形基板的四个所述插孔中。

优选地，所述电路板的内环嵌入到所述固定电极中，所述阻抗电路设置在所述电路板的两侧，所述上振动膜的上方设置有上固定环，且所述上振动膜的外周部贴附于所述上固定环上，所述下振动膜的下方均设置有下固定环，且所述下振动膜的外周部贴附于所述下固定环上，所述上壳体的主体部通过所述上固定环将所述上振动膜固定在所述固定电极的上侧面，所述下壳体的主体部通过所述下固定环将所述下振动膜固定在所述固定电极的下侧面。

优选地，所述固定电极包括金属底板，所述金属底板的外周部形成有圆筒部，从所述圆筒部的顶部朝向外侧水平延伸形成有突缘，所述电路板的内环嵌入到所述圆筒部中，所述上振动膜设置在所述金属底板的上方，所述下振动膜设置在所述金属底板的下方。

优选地，所述上壳体的主体部的内面将所述突缘压附于所述电路板上。

优选地，所述金属底板与所述上振动膜之间设置有上衬垫，所述金属底板与所述下振动膜之间设置有下衬垫，所述上壳体的主体部与所述突缘之间设置有环形衬垫。

一种电子设备，包括上述双指向性和无指向性功能互换的电容式麦克风、容纳壳体和电路基板，所述电路基板，设置在所述容纳壳体中，所述电容式麦克风嵌设在所述电路基板的开孔中。

优选地，所述密封部件的所述操作窗设置在所述容纳壳体的上盖上，所述密封部件的所述密封体位于所述电路基板与所述容纳壳体的上盖之间的空间。

优选地，所述电容式麦克风的所述下壳体的外表面与所述容纳壳体的下盖相抵。

本发明的有益效果是：本发明实施例提供的双指向性和无指向性功能互换的电容式麦克风及电子设备，当密封部件未处于上开口或下开口的位置处，且未与上开口或下开口贴合时，电容式麦克风具有双指向性功能，而当密封部件处于上开口或下开口的位置处，且与上开口或下开口贴合时，电容式麦克风具有无指向性功能，所以，本发明实施例提供的电容式麦克风，具有双指向性和无指向性的双重功能，能够在双指向性和无指向性功能间互换，可以将双指向性电容式麦克风切换为无指向性电容式麦克风使用，从而扩大其使用范围。

附图说明

图1是双指向性电容式麦克风的平面示意图；

图2是双指向性电容式麦克风的剖视图；

图3是密封部件的局部结构示意图；

图4是两个开口均未封闭的电子设备结构示意图；

图5是图4的A-A剖视图；

图6是封闭一个开口的电子设备结构示意图；

图7是图6的B-B剖视图；

图8是电容式麦克风的频率特性图，虚线是双指向性电容式麦克风的频率特性曲线，实线是无指向性电容式麦克风的频率特性曲线。

图中，各符号的含义如下：

1固定电极，1a金属底板，1b圆筒部，1c突缘，2a上振动膜，2b下振动膜,3密封部件,3a操作扭，3b操作窗，3c密封体，4电路板，5上壳体,5a凸部，5b上开口，6下壳体，6a凸部，6b下开口，7b下衬垫，7a上衬垫，8环形衬垫，9容纳壳体，9a上盖，9b下盖，10阻抗电路，11a上固定环，11b下固定环，12电路基板，13双指向性电容式麦克风，14焊锡。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

如图1-7所示，本发明实施例提供了一种双指向性和无指向性功能互换的电容式麦克风，包括：双指向性电容式麦克风13和密封部件3，双指向性电容式麦克风13包括：金属壳体、阻抗电路10、电路板4，所述金属壳体的上方设置有上开口5b，所述金属壳体的下方设置有下开口6b，所述金属壳体内设置有固定电极1，固定电极1的上方设置有上振动膜2a，固定电极1的下方均设置有下振动膜2b，上振动膜2a的位置上开口5b的位置相对应，下振动膜2b的位置与下开口6b的位置相对应；

固定电极1、上振动膜2a和阻抗电路10通过与电路板4连接形成第一电路，所固定电极1、下振动膜2b和阻抗电路10通过与电路板4连接形成第二电路；

密封部件3设置在上开口5b的上方或下开口6b的下方，密封部件3包括操作扭3a、操作窗3b和密封体3c，操作扭3a的一端与操作窗3b连接，且操作扭3a的一端可在操作窗3b内滑动，操作扭3a的另一端与密封体3c连接，密封体3c的表面可与上开口5b或下开口6b表面贴合。

上述结构，对于上振动膜和下振动膜，分别构成第一和第二两个电路，其中进入上开口5b的声音通过上侧、图2中的上侧的上振动膜进行动作(检测)，进入下开口6b的声音通过图2中的下侧的下振动膜进行动作(检测)。因此，成为在该状态下以固定电极1为界由上下两方的振动膜接受声压的构造。

在从这样构成的双指向性电容式麦克风的某方向发出声音的情况下，固定电极的上方的上振动膜会由于上开口5b进入的声音、即空气的粗密波进行振动，同时，安装于固定电极的下方的下振动膜会由于下开口6b进入的声音进行振动。

基于在与固定电极之间形成的静电容变化的音频信号的两个系统，该信号分别被导向上述两个电路并到达各输出端子，通过控制从该输出端子输出的音频信号，可以得到双指向性电容式麦克风的功能。其结果，双指向性电容式麦克风的频率特性如图8的虚线所示。

根据该频率特性曲线，可以看出，无法收集(检测)到人难以听到的20Hz以下的音域的低频的声音。

如果使用密封体将双指向性电容式麦克风的上开口5b或下开口6b的任一方堵塞，则双指向性电容式麦克风就成为无指向性电容式麦克风，即不能收集来自上方或下方的声音而只能收集来自单方的声音。比如，将上开口5b堵塞，则上侧的上振动膜不收集声音而仅下侧的下振动膜收集声音，其频率特性如图8的实线所示。

根据该频率特性曲线，可以看出，可以收集(检测)到人难以听到的20Hz以下的音域的低频的声音，扩大集音功能，还可以检测到例如：火灾中与火焰的摆动相对应的室内的压力变动、开关门时伴随开关的室内的空气的压力变动、地震中伴随天花板的振动的室内的压力变动。

本实施例中，上开口5b或下开口6b是否堵塞，可以在密闭部件中设置监测开关，通过监测开关来判断，并可以通过开关状态判断是否作为双指向功能处理，如果是，则在进行数据处理时，选择图8所示的虚线使用。

所以，上述结构在使用过程中，当密封部件未处于上开口或下开口的位置处，且未与上开口或下开口贴合时，电容式麦克风具有双指向性功能，而当密封部件处于上开口或下开口的位置处，且与上开口或下开口贴合时，电容式麦克风具有无指向性功能，所以，本发明实施例提供的电容式麦克风，具有双指向性和无指向性的双重功能，能够在双指向性和无指向性功能间互换，可以将双指向性电容式麦克风切换为无指向性电容式麦克风使用，从而扩大其使用范围，

在本发明的一个优选实施例中，电路板4为环形基板，所述环形基板上设置有四个插孔4a，且四个插孔4a按照90°分割位置设置；

所述金属壳体包括上壳体5和下壳体6，上壳体5和下壳体6均包括主体部，所述主体部的两端分别设置有凸部5a和6a，上壳体5的所述主体部上设置有上开口5b，下壳体6的所述主体部上设置有下开口6b；上开口5b和下开口6b的位置相对应；

凸部5a和6a分别对应插入所述环形基板的四个所述插孔4a中。

在本发明的一个优选实施例中，电路板4的内环嵌入到固定电极1中，阻抗电路10设置在电路板4的两侧，上振动膜2a的上方设置有上固定环11a，且上振动膜2a的外周部贴附于上固定环11a上，下振动膜2b的下方均设置有下固定环11b，且下振动膜2b的外周部贴附于下固定环11b上，上壳体5的主体部通过上固定环11a将上振动膜2a固定在固定电极1的上侧面，下壳体6的主体部通过所述下固定环11b将下振动膜2b固定在固定电极1的下侧面。

在本发明的一个优选实施例中，固定电极1包括金属底板1a，金属底板1a的外周部形成有圆筒部1b，从圆筒部1b的顶部朝向外侧水平延伸形成有突缘1c，电路板4的内环嵌入到圆筒部1b中，上振动膜2a设置在金属底板1a的上方，下振动膜2b设置在金属底板1a的下方。

在本发明的一个优选实施例中，上壳体5的主体部的内面将突缘1c压附于电路板4上。

在本发明的另一个优选实施例中，金属底板1a与上振动膜2a之间设置有上衬垫7a，金属底板1a与下振动膜2b之间设置有下衬垫7b，上壳体5的主体部与突缘1c之间设置有环形衬垫8。

实施例二

如图4-7所示，本发明实施例提供了一种电子设备，包括实施例一所述的双指向性和无指向性功能互换的电容式麦克风、容纳壳体9和电路基板12，电路基板12设置在容纳壳体9中，双指向性电容式麦克风13嵌设在电路基板12的开孔中。

其中，双指向性和无指向性功能互换的电容式麦克风的结构和功能在实施例一中已经进行了详述，在此不再赘述。

在本发明的一个优选实施例中，密封部件3的操作窗3b设置在容纳壳体9的上盖9a上，密封部件3的密封体3c位于电路基板12与容纳壳体9的上盖9a之间的空间。

上述结构在实际使用过程中，可以由操作扭进行左右方向操作，由密封部件堵塞上述双指向性电容式麦克风的上开口5b或下开口6b时(如图6、7所示的状态)，在功能上成为无指向性的状态；上开口5b和下开口6b开放时(如图4、5所示的状态)，恢复从上述双指向性电容式麦克风的双向采集的功能。

在本发明的一个优选实施例中，电容式麦克风13的下壳体6的外表面与容纳壳体9的下盖9b相抵。

采用上述结构，可以防止双指向性电容式麦克风从容纳壳体中漏出。

通过采用本发明公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：本发明实施例提供的双指向性和无指向性功能互换的电容式麦克风及电子设备，当密封部件未处于上开口或下开口的位置处，且未与上开口或下开口贴合时，电容式麦克风具有双指向性功能，而当密封部件处于上开口或下开口的位置处，且与上开口或下开口贴合时，电容式麦克风具有无指向性功能，所以，本发明实施例提供的电容式麦克风，具有双指向性和无指向性的双重功能，能够在双指向性和无指向性功能间互换，可以将双指向性电容式麦克风切换为无指向性电容式麦克风使用，从而扩大其使用范围。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域人员应该理解的是，上述实施例提供的方法步骤的时序可根据实际情况进行适应性调整，也可根据实际情况并发进行。

上述实施例涉及的方法中的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机设备可读取的存储介质中，用于执行上述各实施例方法所述的全部或部分步骤。所述计算机设备，例如：个人计算机、服务器、网络设备、智能移动终端、智能家居设备、穿戴式智能设备、车载智能设备等；所述的存储介质，例如：RAM、ROM、磁碟、磁带、光盘、闪存、U盘、移动硬盘、存储卡、记忆棒、网络服务器存储、网络云存储等。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种双指向性和无指向性功能互换的电容式麦克风，其特征在于，包括：双指向性电容式麦克风和密封部件，双指向性电容式麦克风包括：金属壳体、阻抗电路和电路板，所述金属壳体的上方设置有上开口，所述金属壳体的下方设置有下开口，所述金属壳体内设置有固定电极，所述固定电极的上方设置有上振动膜，所述固定电极的下方均设置有下振动膜，所述上振动膜的位置与所述上开口的位置相对应，所述下振动膜的位置与所述下开口的位置相对应；

所述固定电极、所述上振动膜和所述阻抗电路通过与所述电路板连接形成第一电路，所述固定电极、所述下振动膜和所述阻抗电路通过与所述电路板连接形成第二电路；

所述密封部件设置在所述上开口的上方或所述下开口的下方，所述密封部件包括操作扭、操作窗和密封体，所述操作扭的一端与所述操作窗连接，且所述操作扭的一端可在所述操作窗内滑动，所述操作扭的另一端与所述密封体连接，所述密封体的表面可与所述上开口或下开口表面贴合。

2.根据权利要求1所述的双指向性和无指向性功能互换的电容式麦克风，其特征在于，

所述电路板为环形基板，所述环形基板上设置有四个插孔，且所述四个插孔按照90°分割位置设置；

所述金属壳体包括上壳体和下壳体，所述上壳体和所述下壳体均包括主体部，所述主体部的两端分别设置有凸部，所述上壳体的所述主体部上设置有上开口，所述下壳体的所述主体部上设置有下开口；所述上开口和所述下开口的位置相对应；

所述凸部分别对应插入所述环形基板的四个所述插孔中。

3.根据权利要求2所述的双指向性和无指向性功能互换的电容式麦克风，其特征在于，所述电路板的内环嵌入到所述固定电极中，所述阻抗电路设置在所述电路板的两侧，所述上振动膜的上方设置有上固定环，且所述上振动膜的外周部贴附于所述上固定环上，所述下振动膜的下方均设置有下固定环，且所述下振动膜的外周部贴附于所述下固定环上，所述上壳体的主体部通过所述上固定环将所述上振动膜固定在所述固定电极的上侧面，所述下壳体的主体部通过所述下固定环将所述下振动膜固定在所述固定电极的下侧面。

4.根据权利要求3所述的双指向性和无指向性功能互换的电容式麦克风，其特征在于，所述固定电极包括金属底板，所述金属底板的外周部形成有圆筒部，从所述圆筒部的顶部朝向外侧水平延伸形成有突缘，所述电路板的内环嵌入到所述圆筒部中，所述上振动膜设置在所述金属底板的上方，所述下振动膜设置在所述金属底板的下方。

5.根据权利要求4所述的双指向性和无指向性功能互换的电容式麦克风，其特征在于，所述上壳体的主体部的内面将所述突缘压附于所述电路板上。

6.根据权利要求5所述的双指向性和无指向性功能互换的电容式麦克风，其特征在于，所述金属底板与所述上振动膜之间设置有上衬垫，所述金属底板与所述下振动膜之间设置有下衬垫，所述上壳体的主体部与所述突缘之间设置有环形衬垫。

7.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的双指向性和无指向性功能互换的电容式麦克风、容纳壳体和电路基板，所述电路基板，设置在所述容纳壳体中，所述电容式麦克风嵌设在所述电路基板的开孔中。

8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述密封部件的所述操作窗设置在所述容纳壳体的上盖上，所述密封部件的所述密封体位于所述电路基板与所述容纳壳体的上盖之间的空间。

9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述电容式麦克风的所述金属壳体的下壳体的外表面与所述容纳壳体的下盖相抵。