CN1728885A - 麦克风屏蔽系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一个麦克风屏蔽系统以获取各种条件中的声音。该系统包括位于外壳内的麦克风。跨越外壳的一部分上延展的膜传送一个选择频率范围内的信号。膜可以阻碍或衰减高于和/或低于频率范围的信号，以传送具有较少环境干扰的声音。

Description

麦克风屏蔽系统

技术领域

本发明涉及麦克风屏蔽，尤其是涉及保护麦克风不受环境条件的影响的系统。

背景技术

电视、电影和无线通信工业依靠仪器把语音和其它声音转换成可以被传输到其它位置并被重新转换成高质量的声音的信号。高质量声音对于满足消费者的期望和准确地保存事件是重要的。获得高质量声音是十分困难，尤其当声音受到环境噪声的影响时。

许多源产生环境噪声。经常遇到的源包括风与雨。风可以导致麦克风传感元件检测的声音失真，而雨落到传感元件上时可产生噪声。电子滤波已被用于去掉一些风和雨噪声。但是电子滤波会衰减一些音频，这会降低声音的清晰度和质量。

因此，存在着克服相关技术中一些潜在的问题的屏蔽的要求。

发明内容

本发明提供了可获取选择的声音的屏蔽系统。该屏蔽系统包括连接到管颈延伸部分的一个麦克风外壳。跨越外壳的一部分伸展的膜传递一个选择频率范围内的信号。膜可以阻碍或衰减高于和/或低于该频率范围的信号，以获取选择的声音。

通过审查下面的图表和详细的说明，本发明的其它系统、方法、特点和优势对于本领域的专业人员将是或将变得明显。要指出的是，所有这些另外的系统、方法、特点和优势将包括在本描述内，是在本发明范围内，将受到所附权利要求的保护。

附图说明

参考下面的附图和描述，将更好地理解本发明。图中的各部分并不必须是按比例绘制，相反重点是放在说明本发明的原理上。甚至，在图中，相同的参考数字用于指明所有视图中的相对应部分。

图1表示一个麦克风屏蔽系统；

图2表示第二个麦克风屏蔽系统；

图3表示第三个麦克风屏蔽系统；

图4是制作一个麦克风屏蔽系统的流程图；

图5表示可包含麦克风屏蔽系统的多个系统；

具体实施方式

在图1中，麦克风屏蔽系统100可包括围绕麦克风104的一个弹性膜102。膜102可形成一个外壳106。系统100还可包括泡沫层108，其环绕全部或部分的膜102。

麦克风104包括一个具有前表面112与后表面114的传感元件110。位于前后表面112与114之间的信号连接器116和118可以穿过外壳106。密封垫120可防止液体或气体流入和流出外壳。

膜102可以是几个密尔(mil)厚。膜102可以由合成橡胶制成，如在膨胀的气球中发现的橡胶，可由乳胶制成或可由其它材料制成。膜102是不可渗透的和有弹性的，并且可以膨胀以环绕麦克风104。

膜102可以膨胀到一个大气压之上的几个PSI(如1-3个PSI)。膜102还可在由湍流、风、雨或作用于外壳106的其它环境压力所造成的一个预期压力上膨胀。该膨胀压力可基本上匹配或超过一个选择的或预期的压力。该压力可以是落在膜上的持续的或变化的压力。

可随压力变化膨胀与收缩和容易覆盖外壳106的任何介质可被用于使膜102膨胀。介质可包含液体或气体。当采用气体时，气体与膜102的渗透性相比可具有较大的分子体积。气体可以是二氧化碳，或如空气与其它气体的混合气体。当采用较大分子体积的气体来使膜102膨胀时，膜可保持膨胀一段延长的时间。

泡沫层108可以是开放式单元泡沫(open cell foam)，如塑料开放式单元泡沫。泡沫层108还可具有如在有机海绵中发现的结构的天然的泡沫结构。也可采用混合的泡沫材料。

泡沫层108可以被制成各种厚度。泡沫层108可以小于约0.25”厚，可大约是0.25”-0.5”厚，或可以制成其它厚度或厚度范围。随着泡沫层108厚度增加，泡沫层108可愈加阻碍湍流并且可以在信号到达膜102之前衰减输入信号中较高频率干扰。泡沫层108可机械地被保持在膜102上面或与之接触，或跨越膜102延伸。

到达膜102上的声波可引起膜102振动并通过外壳106内的介质传输能量。膨胀压力可衰减或吸收湍流，可减小麦克风104上的压力变化，并可滤出不合需要的噪声。膜102也可作为带通滤波器，传递一定频带内的信号，阻碍或衰减高于或低于该频带的信号。

膜102可以被选择来建立约100Hz到10kHz，约300Hz到5kHz，约100Hz到15-25kHz，约300Hz到3400Hz或其它频率范围的通带。也可采用多个通带的组合。当麦克风获取音乐信号时可采用约100Hz到10kHz的通带。当麦克风获取如讲话或歌唱的语音信号时，可采用约300Hz到5kHz或约300Hz到3400Hz的通带。当麦克风获取高保真音乐时，可采用约100Hz到15-25kHz的通带。

由膜102传递的频率范围可通过使用泡沫层108来调节。泡沫材料、其弹性和厚度的变化可改变通带的特性。同样，膜的材料、膨胀压力、厚度和厚度范围的变化也可改变通带的特性。

可将膜102制得更厚一些，以降低通带的频率范围，或使通带在频率中下移。可替代地，膜102可能膨胀不足，以降低通带的频率范围，或使通带在频率中下移。膜102与泡沫层108可降低压力差，这包括气压，外壳106中的亚音频变化，以及麦克风传感元件110的前、后112与114之间的亚音频变化。

为防止封闭介质的溢出和保护不受到环境影响，外壳106可以是密封的。密封垫120可以是橡胶填塞物，夹子，结，粘合封条，或其他主要是防止泄漏的设备或密封物。信号连结器116与118可以穿过密封垫120，或通过另一个开口导出外壳106。充气针可在密封垫120与膜102之间通过，或可以穿过密封垫120对膜102充气。

麦克风104将声音转换为电子或光信号。另外的硬件和/或软件可将麦克风的输出转换为计算机或控制器可以处理的数字数据。导线可连接麦克风的输出到一个目的地。可替代地，连接可以是无线的，可利用一个调制载波，如调频或调幅连接。硬连线(hardwire)或无线连接可把麦克风连接到无线网络，如ZigBee，Mobile-Fi，Ultrawideband，Wi-fi，或WiMax网络。

在图2中，麦克风屏蔽系统200可以包括形成腔204的麦克风外壳202。腔204可环绕麦克风206。屏蔽系统200还可以包括膜支撑208，膜210，和泡沫层212。麦克风外壳202可具有位于麦克风上面的一个开口214，以接收声波。

膜支撑208可跨越全部或部分开口214延伸，泡沫层212覆盖全部或部分的膜210。膜支撑208可以由金属丝网制成。膜210也可覆盖全部或部分的麦克风外壳202。麦克风外壳202可以是严格密封的外壳，以保护麦克风206不受风、雨和其它外部环境的影响。

膜支撑208可形成腔204上面的圆顶，或不用曲面而跨越腔204延展。膜210可以是机械地跨越膜支撑208延伸，以把膜210加固或紧固在外壳上。膜支撑208可限制膜210在任何类型的外部条件下的变形，如大风或大雨的条件下。

在图3中，麦克风屏蔽系统300可包括形成腔304的麦克风外壳302。腔304包括管颈308。管颈308可形成麦克风外壳302的延长部分，并可具有宽度小于腔304宽度的一个开口310。开口310便于膜314跨越开口310的延展或紧固。泡沫层316可在全部或部分开口310与麦克风外壳302上延伸。

管颈308可以是外壳302的整体部分，并可以通过浇铸处理来形成。管颈308也可单独地连接到或功能上连接到外壳302上。此外，管颈308可从外壳302的一侧突出，而不是如图3中所示的在一端上。

扣件318把膜314连附到膜支撑312上方的外壳302或管颈308上。扣件318可以是由塑料或橡胶制成的平面环，并且可作为垫圈使用。扣件318可被压在膜314和管颈308上面，以把膜连附在麦克风外壳302上。

图4是制作麦克风屏蔽系统的一个流程图400。麦克风外壳可形成麦克风腔(步骤402)。管颈可在麦克风外壳上方延伸以形成第二个腔，该腔具有宽度小于麦克风外壳宽度的一个开口(步骤404)。

麦克风可放在腔内，以使其被腔的壁面所环绕或包围(步骤406)。腔可由填充物，夹子，结来密封，或通过应用如胶水或胶合剂的粘合剂或密封剂来密封(步骤408)。连接到麦克风的信号连接器可通过开口或穿过腔密封垫(步骤410)。

可在腔的上面形成膜支撑(步骤412)。可采用跨越在腔内形成的开口的全部或部分的金属丝网或其它支撑结构。可将膜跨越麦克风外壳和膜支撑而延伸(步骤414)。膜可以是弹性膜，并且可通过膨胀、机械方法或多种方法的组合而被延伸。

可将腔在大于一个大气压下密封(步骤416)。可由气体、液体或其它物质来膨胀膜。泡沫层可以跨越，最好是接触膜而延展(步骤418)。泡沫层可以是人工开放式单元泡沫、天然泡沫或多种泡沫的组合。泡沫层厚度可以调节，以产生具有希望的频率响应的带通滤波器。

图5表示可包含屏蔽系统100、200或300的多个系统。电话如移动电话502可包括一个屏蔽系统504。在移动电话502中的屏蔽系统504可提供约300Hz到5kHz或约300Hz到3400Hz的频率响应，或任何其它希望的频率响应。

麦克风系统506也包括一个屏蔽系统508。麦克风系统506可以是硬连线或无线麦克风。屏蔽系统508可以被调节，提供约100Hz到10kHz的频率响应以获取音乐信号，提供约100Hz到15-25kHz的频率响应以获取高保真音乐，或提供约300Hz到3400Hz或5kHz的频率响应以获取语音。

如在办公室中所使用的手持麦克风系统510，也可利使用屏蔽系统512。屏蔽系统512可被调节，以提供传送语音信号的频率响应。

图5还表示了一个语音记录器516。该语音记录器是便携式的，并可记录或处理MP3或WAV文件。在语音记录器516中，屏蔽系统518可提供传送语音和非语音信号的频率响应。感知声音的其它系统也可包括一个或多个麦克风屏蔽。

麦克风屏蔽系统为许多应用提供了高质量的声音再现。麦克风屏蔽系统可保护麦克风不受雨、风和其它环境的影响。

尽管已描述了本发明的各种实施例，但对本领域的技术人员显而易见的是，在本发明范围内可能有更多的实施例和应用。因此，除了根据所附的权利要求及其等同内容之外，本发明不受限制。

Claims (17)

1、一个麦克风屏蔽系统包括：

一个界定用于接收声波的开口的麦克风外壳；

一个跨越所述开口放置的膜支撑；和

一个跨越所述膜支撑延展的膜。

2、如权利要求1所述的麦克风屏蔽系统，其中所述麦克风外壳包括一个从所述麦克风外壳延伸出的外壳管颈，所述外壳管颈然后界定用于接收声波的所述开口。

3、如权利要求1所述的麦克风屏蔽系统，其中所述膜通过高于大气压大约1-3psi的一个膨胀压力延展。

4、如权利要求1所述的麦克风屏蔽系统，其中所述膜支撑包括一个金属丝网。

5、如权利要求1所述的麦克风屏蔽系统，其中所述膜通过音乐频率。

6、如权利要求1所述的麦克风屏蔽系统，其中所述膜通过语音。

7、如权利要求1所述的麦克风屏蔽系统，进一步包括一个在所述麦克风与目的地之间的无线连接链路。

8、如权利要求1所述的麦克风屏蔽系统，进一步包括一个垫圈，其将所述膜紧固到所述麦克风外壳。

9、如权利要求1所述的麦克风屏蔽系统，其中所述被延展的膜被膨胀到至少等于期望的空气湍流压力的一个压力。

10、一种用于构造麦克风屏蔽系统的方法，该方法包括：

提供一个麦克风外壳；

在所述麦克风外壳中创建一个用于接收声波的开口；

提供一个跨越所述开口放置的膜支撑；和

延展一个跨越所述膜支撑的膜。

11、如权利要求10所述的方法，其中所述膜支撑包括一个金属丝网圆顶。

12、如权利要求10所述的方法，进一步包括调节所述膜以充当一个通过语音的带通滤波器。

13、如权利要求10所述的方法，进一步包括将所述膜紧固到具有一个垫圈的所述麦克风外壳。

14、如权利要求10所述的方法，其中所述膜被膨胀到高于期望环境压力的一个压力。

15、如权利要求10所述的方法，其中所述膜被膨胀到至少等于期望的空气湍流压力的一个压力。

16、如权利要求10所述的方法，进一步包括调节所述膜以充当一个通过音乐频率的带通滤波器。

17、如权利要求10所述的方法，进一步包括利用充气针来膨胀所述膜。

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