CN1805611A - 具有内部缓冲的麦克风 - Google Patents

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Abstract

披露用于减小麦克风内共振频率的方法和装置。本发明的方法和装置涉及提供弹性体框架来支承后板。弹性体框架围绕后板形成大致气密密封。孔形成在后板内，并且其中具有开口的盖放置在后板内的孔上。麦克风的频率响应接着通过准确控制覆盖孔的盖内的开口的尺寸、形状和/或位置来控制。盖还可用作麦克风中其它部件的电触点。

Description

具有内部缓冲的麦克风
技术领域
本发明涉及一种用于听力装置内的例如助听器的微型麦克风。特别是，本发明涉及一直用于在这种微型麦克风中缓冲频率响应的方法和装置。
背景技术
例如助听器的传统听力装置其中包括麦克风和接收器。麦克风接收声波并且将声波转换成音频信号。音频信号接着进行处理(例如放大)并且提供给接收器。接收器将处理的音频信号转换成声音信号，并且随后将声音信号播放给使用者。
麦克风通常具有刚性、充电后板和可运动的金属隔膜。隔膜将麦克风的内部容积分成前部容积和后部容积。声波经由声音入口进入麦克风并且进入前部容积。通过进入的声波所产生的空气振动造成金属隔膜运动，由此在充电后板内产生与声波相对应的电信号。电信号接着通过连接到充电后板上的音频处理电路处理，并转换成音频信号。
对于包括助听器和其它听力装置的某些应用来说，希望缓冲麦克风系统的共振频率。一种缓冲频率响应的方式是通过在前部容积内将障碍物放置在声音入口附近来增加进入麦克风的声波的惯性。障碍物的常用类型包括由放置在声音入口之上的网格状的网眼材料制成的缓冲屏、靠近声音入口形成或放置在麦克风壳体内部的成形突起或结构以及类似结构。
但是，当碎片和外界物质在其表面上堆积时，缓冲屏可变得堵塞。当缓冲屏变得越来越堵塞时，麦克风的频率响应的偏离规定值。当碎片堆积时，成形结构也变得不太有效，这是由于成形结构取决于其产生所需缓冲效果的形状。如果堆积的碎片改变成形结构的形状，麦克风的频率响应将改变。在以上两种情况下，例如灰尘、头发碎片、花粉以及其它颗粒的碎片进行堆积可不利地影响麦克风的频率响应，并可甚至使其出现故障。
不同于前部容积，后部容积通常进行密封，并且很大程度不受到碎片影响。因此，某些麦克风将缓冲机构放置在后部容积内以避免碎片堆积。这些麦克风在隔膜和后板之间使用缓冲架，以便缓冲频率响应。这些缓冲架具有切入其相对边缘的内部切口，该切口和后板一起限定空气可从隔膜和后板之间的区域逃逸到后部容积的其它地方的开口。这种麦克风的实例可在授予Cornelius等人的共同所有的美国公开申请N0.200363768中找到，该专利结合于此作为参考。
在所述麦克风内的内部切口的尺寸必须非常准确，对于缓冲目的来说，实现所需量的逃逸空气。同样，缓冲架通常由刚性或钢硬的材料制成，通常是塑料或Kapton。此外，有时穿过后板冲制孔，以有助于在麦克风的组装期间便于处理。该孔必须随后填充(例如用粘合剂或类似材料)，以便防止空气经由孔逃逸。因此，所需要的是一直控制麦克风频率响应的改进方法。
发明内容
本发明针对一种用于缓冲麦克风内的响应频率的方法和装置。本发明的方法和装置涉及提供弹性体框架，以便支承后板。弹性体框架围绕后板形成大致气密的密封。孔形成在后板内，并且其中具有开口的盖放置在后板内的孔上。麦克风的频率响应接着通过准确控制覆盖孔的盖中开口的尺寸、形状和/或位置来控制。盖还可在麦克风中用作与其它部件的电触点。
通常，在一个方面，本发明针对一种麦克风。麦克风包括壳体、安装在壳体内的隔膜和相对于隔膜以公知位置安装在壳体内的后板。电接触元件设置用来承载来自后板的信号，电接触元件提供声学特征以便控制麦克风的频率响应。
通常，在另一方面，本发明针对一种制造麦克风的方法，麦克风包括壳体、隔膜和后板。该方法包括电接触元件被设置用来承载来自后板的信号，电接触元件提供声学特征以便控制麦克风的频率响应。
通常，在又一方面，本发明针对一种用于缓冲麦克风频率响应的机构。该机构包括安装在麦克风内的后板，后板具有限定穿过后板的孔的内壁。该机构还包括覆盖后板内的孔的盖，盖具有限定穿过盖的开口的内壁，开口具有预定尺寸、形状和/或位置，以便使得空气经由开口逃逸。
通常，在再一方面，本发明针对缓冲麦克风的频率响应的方法，该麦克风具有至少一个壳体、安装在壳体内的隔膜以及相对于隔膜以公知位置安装在壳体内的后板。该方法包括如下步骤：形成穿过后板的至少一个孔并且用盖覆盖所述至少一个孔，使得具有预定尺寸、形状和/或位置的至少一个开口保持在所述至少一个孔之上。麦克风的频率响应根据至少一个开口的预定尺寸、形状和/位置来缓冲。
通常，在又一方面，本发明针对一种麦克风。麦克风包括壳体、安装在壳体内的隔膜以及大致平行于隔膜并与其隔开地安装的后板。后板具有穿过其中的至少一个孔。盖覆盖后板中的至少一个孔。盖具有穿过其中的至少一个开口，至少一个开口具有预定尺寸、形状和/或位置，以便控制麦克风的频率响应。
本发明的以上内容不打算表示本发明的每个实施例或每个方面。
附图说明
在阅读以下向下描述并且参考附图，将明白本发明的以上和其它优点。
图1A和1B表示现有技术麦克风；
图2A-2C表示按照本发明某些实施例的麦克风；以及
图3表示按照本发明某些实施例的另一麦克风。
虽然本发明可以进行不同的改型和变型，在附图中通过实例表示并且在这里详细描述特定实施例。但是应该理解到本发明不打算局限于所披露的特定形式。而是，本发明覆盖了落入所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的所有变型、改型和可选形式。
具体实施方式
如上所述，本发明的实施例提供用于缓冲例如助听器的听力装置的麦克风内的频率响应的方法和装置。本发明的方法和装置可通过部分覆盖该孔来使用后板中的孔，以便控制频率响应。大致气密的密封形成在后板和支承后板的框架之间，以便防止空气经由密封件逃逸。
用于传统听力装置的现有技术麦克风100表示在图1A-1B中。首先参考图1A的透视图，麦克风100包括将音频部件容纳在麦克风100内的壳体102。壳体102可具有具有使得麦克风100用于例如助听器的微型听力装置的尺寸和形状。壳体102的声音入口104使得声波进入麦克风100。
图1B是图1A的麦克风100的顶部剖视图，表示安装在缓冲框架112上的后板110。刚性、充电后板110在某些情况下通过在后板110的拐角上的几滴粘合剂114连接到缓冲框架112上。由缓冲框架112内的凹入区域116限定的内部切口切去缓冲框架112的相对侧，使得空气从中通过以便缓冲。靠近后板110的中间冲制由后板110的内壁118限定的孔，以有助于在麦克风100的组装中的处理。孔随后填充粘合剂或类似材料，以便防止空气经由孔逃逸。
图2A-2C表示按照本发明实施例的麦克风200。如图2A所示，麦克风200类似于图1A-1B所示的麦克风100，其中它具有壳体202、其上连接有声音入口(未示出)的入口204a。同样具有(图2B)隔膜206和用于支承隔膜206的隔膜支承结构208。隔膜206将麦克风200的壳体202分成含有入口204a(图2A)的前部容积和含有刚性、充电后板210的后部容积。后板210通过后板支承框架212支承，该框架将后板210在隔膜206之上保持对中。
不同于塑料或Kapton缓冲框架112(见图1A和1B)，后板支承框架212由弹性体材料制成，例如橡胶、硅以及类似材料。后板支承框架212的弹性体材料围绕后板210形成大致气密密封，这有助于防止空气在后板支承框架212和后板210之间逃逸。这可以更加准确控制麦克风200的频率响应，造成更高的质量以及更好的产量。在某些实施例中，后板支承框架212的弹性体材料足够刚硬，以便保持后板210大致平行于隔膜206并与其隔开。作为选择，或者另外，间隔件(未示出)可用于某些场合，以便将后板210保持大致平行于隔膜206并与其隔开。间隔件可以是例如本领域普通技术人员公知的Kapton突起，尽管也可以采用任何其它类型的间隔件，而不偏离本发明的范围。
在某些实施例中，后板支承框架212可以是围绕后板210外周边的O形圈。这可以在作为沿着线B-B的麦克风200的截面图的图2B中清楚看到。可以看出，O形圈/后板支承框架212贴靠后板210的外周边，以便形成气密密封。注意到两个部件相互贴靠，但是在此实施例中不重叠。在其它实施例中，后板210可以在后板支承框架212之下和/或之上和/或之中延伸，而不偏离本发明的范围。另外，没有切口切入后板支承框架218的内边缘，这是由于本发明使用了不同的机构来缓冲麦克风200的频率响应，如下描述。
按照本发明的实施例，后板210具有形成其中的孔，孔通过后板210的内壁216限定。尽管孔的特定形状和位置对于实施本发明来说不是极端重要，孔位于后板210的中间，并且最好具有大致圆形形状。因此，该孔可使用包括通过对后板210穿透或切缝的任何适当方式来形成。如果需要，孔的形状可重新加工。但是，穿透或切缝可造成从后板210向上伸出的短柱218形成。对于现有技术的麦克风来说，根本不使用短柱218，并且孔只用来有助于后板210的处理，并随后进行填充。但是在本发明中，孔保留敞口，以有助于缓冲麦克风200的频率响应。在某些实施例中，同样使用短柱218，如下面描述。
为了控制麦克风200的频率响应，需要仔细控制允许经由后板210内的孔逃逸的空气量。因此，可以是金属或塑料盖的箔片或盖220放置在后板210的孔上。箔片或盖220可以位于后板210的任一侧上，但是最好位于背离隔膜206的一侧上。至少一个切口或开口形成在箔片或盖220中，该切口通过内壁222限定，并且该切口小于后板210的孔。这种较小的切口或开口因此限制经由后板210逃逸的空气量，以及限制麦克风200的频率响应。可使用任何适当的本领域普通技术人员公知技术来确定切口或开口的尺寸、形状、位置和/或数量，包括通过试验和误差。接着通过准确跟随箔片或盖220内的切口或开口的所确定的尺寸、形状、位置和/或数量来实现缓冲频率响应所需大小。
为了将箔片或盖220在后板210上保持就位，在某些实施例中，凸耳224可形成在箔片或盖216上。凸耳224接着贴靠短柱218，以便将箔片或盖220在后板210上锚固就位。可以使用任何适当的方式来形成凸耳224，包括通过对箔片或盖220穿透或切缝。凸耳224和短柱218两者需要剪切，以便实现最佳效果。例如可以将箔片或盖220粘接或焊接到后板210上，以便将箔片或盖220固定在后板210上。在以上稍后的实施例中，不需要凸耳224。
在某些实施例中，箔片或盖220还可包括以向上的角度从箔片或盖220的一端延伸离开后板210的夹紧部分226。向上角度可小于90°，在这种情况下，夹紧部分226在箔片或盖220之上延伸，或者该角度可以大于90°(但小于180°)，在这种情况下，夹紧部分226的向上角度使得箔片或盖220具有弹簧的作用，在壳体202闭合以便将箔片或盖220在后板210上保持就位时压靠箔片或盖220顶部上的其它部件(例如电路板)。
在某些实施例中，夹紧部分226还可在后板210和麦克风200的例如电路板(未示出)的其它部件之间用作电触点。在现有的麦克风中，某种类型的电导线将后板连接到电路板上。电线将后板内产生的电信号载往电路板，并且通常连接(例如焊接)到电路板上。但是在本发明中，后板210和电路板之间的电触点可通过压靠电路板的夹紧部分226的弹簧作用来提供。最好是，箔片或盖220以及夹紧部分226通过金属材料制成，该材料与后板210的材料相同或类似，以便改善电接触。
如上所述，间隔件可用来将后板210大致平行于隔膜206并与其隔开。图2C表示其中使用示例性间隔件228(Kapton突起)的麦克风200的截面图。间隔件228布置在后板210和隔膜206之间，并且静置在隔膜支承结构208a上，在图2B中，该结构相对于其对应部件水平延伸。另外，某些实施例可包括形成在隔膜支承结构208a之下并延伸到壳体202底部以便支承隔膜支承结构208a的支座或突出部(未示出)。
尽管后板210表示和描述成具有穿过其中的单个孔，本发明不打算局限于此。例如，在一个实施例中，可以具有穿过后板210冲制的多个孔。接着，至少一个切口或开口可在后板210内的每个孔之上形成在箔片或盖220内，其中每个切口或开口的尺寸最好小于其相应的孔。当然还可以在覆盖后板210的多个孔的盖220内具有单个切口或开口，而不偏离本发明的范围。
图3是按照本发明实施例的另一麦克风300的透视图。可以看出，麦克风300与图2A-2C的麦克风200大致相同，麦克风300包括壳体302、声音入口(未示出)、隔膜306以及用于支承隔膜的隔膜支承结构308。同时还具有刚性、充电后板310以及用于支承后板310的弹性体后板支承框架312。后板310具有通过其内壁316限定的形成其中的孔以及靠近孔的短柱318。其中具有由内壁322限定的切口或开口的箔片或盖320覆盖后板310内的孔。但是，不同于前面实施例，箔片或盖320在后板310内凹入(即与其共面)，而不是位于后板310上。这种配置使得箔片或盖320简单卡入就位，并且造成箔片或盖320在后板310内更加稳定的定位。
在某些实施例中，箔片或盖320还可包括支架324。支架324可贴靠短柱318，以便将箔片或盖320锚固到后板310上。尽管没有示出，在图2A-2C的实施例中，可以使用类似的支架324来固定箔片或盖220(即支架324不专用于任何实施例)。
与图2A-2C的夹紧部分226类似，可以设置向上倾斜的夹紧部分326。如上所述，夹紧部分326将弹簧作用赋予箔片或盖320，使得在某些实施例中，有助于在后板310和麦克风300中的例如电路板(未示出)的其它部件之间保持电接触。
所述实施例的优点包括麦克风200/300中的单个箔片或盖220/320可用来控制麦克风200/300的频率响应，并且在后板210/310和麦克风的其它部件之间形成电连接。根据弹簧加载的实体接触(即不需要连接到电路板上的电线)来形成并保持电连接，使其更容易组装麦克风200/300。另外，在某些实施例中，箔片或盖220/320同样是自锚固的，使其通过弹簧加载自动保持在后板210/310上。
此外，使用分开部件220/320来控制麦克风200/300的频率响应使得麦克风可以进行模块化。因此，相同的隔膜206/306、后板210/310以及支承结构208/308/212/312可用于所有的麦克风，并且只有箔片或盖220/320需要改变。因此，在后板210/310内的孔的尺寸和/或形状可出现大的变化，而不影响麦克风的制造。这使得制造商通过简单选择具有某种尺寸的开口的箔片或盖220/320来选择并挑选所需程度的缓冲。
虽然参考一个或多个特定实施例描述本发明，本领域普通技术人员将理解可以进行许多变化而不偏离本发明的精神和范围。这些实施例及其明显的变型认为是落入以下权利要求提出的所要求保护的本发明的精神和范围内。

Claims (37)

1.一种麦克风，包括：
壳体；
安装在所述壳体内的隔膜；
大致平行于所述隔膜安装并与其隔开的后板，所述后板具有穿过所述后板的至少一个孔；以及
覆盖所述后板内的所述至少一个孔的盖，所述盖具有穿过所述盖的至少一个开口，所述至少一个开口具有预定尺寸、形状和/或位置，以便控制所述麦克风的频率响应。
2.如权利要求1所述的麦克风，其特征在于，还包括围绕所述后板周边的支承框架，所述支承框架和所述后板一起形成气密密封。
3.如权利要求2所述的麦克风，其特征在于，所述支承框架由弹性体材料制成。
4.如权利要求3所述的麦克风，其特征在于，所述弹性体材料包括橡胶和硅。
5.如权利要求1所述的麦克风，其特征在于，所述盖位于所述后板内。
6.如权利要求1所述的麦克风，其特征在于，所述盖位于所述后板的顶部。
7.如权利要求1所述的麦克风，其特征在于，所述盖内的所述至少一个开口具有大致矩形形状。
8.如权利要求1所述的麦克风，其特征在于，所述盖包括以一个角度延伸离开所述后板的夹紧部分，所述夹紧部分为所述盖提供弹簧加载。
9.如权利要求7所述的麦克风，其特征在于，所述夹紧部分在所述后板和所述麦克风内的其它部件之间提供电连接。
10.如权利要求1所述的麦克风，其特征在于，所述后板包括从所述后板伸出的短柱，并且所述盖包括形成其中的凸耳，所述凸耳贴靠所述短柱，以有助于将所述盖保持就位。
11.如权利要求1所述的麦克风，其特征在于，所述后板包括从所述后板伸出的短柱，并且所述盖包括形成其中的支架，所述支架贴靠所述短柱，以有助于将所述盖保持就位。
12.如权利要求1所述的麦克风，其特征在于，所述盖连接到所述后板上，以有助于将所述盖保持就位。
13.如权利要求1所述的麦克风，其特征在于，所述盖焊接到所述后板上，以有助于将所述盖保持就位。
14.一种缓冲麦克风频率响应的方法，所述麦克风至少具有壳体、安装在所述壳体内的隔膜以及相对于所述隔膜以公知位置安装在所述壳体内的后板，所述方法包括：
形成穿过所述后板的至少一个孔；以及
用盖覆盖所述孔，使得具有预定尺寸、形状和/或位置的至少一个开口保留在所述至少一个孔之上；
其中所述麦克风的频率响应根据至少一个开口的所述预定尺寸、形状和/或位置来缓冲。
15.如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括围绕所述后板形成大致气密密封。
16.如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括将所述盖固定在所述后板上。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述盖压在所述后板上。
18.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述盖粘接到所述后板上。
19.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述盖焊接到所述后板上。
20.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述盖楔入所述后板上。
21.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述盖安装在所述后板内。
22.一种用于缓冲麦克风的频率响应的机构，包括：
安装在所述麦克风内的后板，所述后板具有限定穿过所述后板的中间部分的孔的内壁；以及
覆盖所述后板内的所述孔的盖，所述盖具有限定穿过所述盖的中间部分的开口的内壁，所述开口具有预定尺寸、形状和/位置，使得空气经由所述开口逃逸。
23.如权利要求22所述的机构，其特征在于，所述盖位于所述后板内。
24.如权利要求22所述的机构，其特征在于，所述盖位于所述后板的顶部上。
25.如权利要求22所述的机构，其特征在于，所述盖包括以一个角度延伸离开所述后板的夹紧部分，所述夹紧部分为所述盖提供弹簧加载。
26.如权利要求22所述的机构，其特征在于，所述夹紧部分在所述后板和所述麦克风内的其它部件之间提供电连接。
27.如权利要求22所述的机构，其特征在于，所述后板包括从所述后板伸出的短柱，并且所述盖包括形成其中的凸耳，所述凸耳贴靠所述短柱，以有助于将所述盖保持就位。
28.如权利要求22所述的机构，其特征在于，所述后板包括从所述后板伸出的短柱，并且所述盖包括形成其中的支架，所述支架贴靠所述短柱，以有助于将所述盖保持就位。
29.一种制造麦克风的方法，所述麦克风具有壳体、隔膜和后板，该方法包括：
切制穿过所述后板的孔；
用支承框架围绕所述后板，所述支承框架围绕所述后板形成大致气密的密封；
在所述壳体内安装所述后板；以及
用盖覆盖所述后板内的所述孔，所述盖具有限定穿过所述盖的开口的内壁，所述开口具有预定尺寸、形状和/或位置，以便控制所述麦克风的频率响应。
30.如权利要求29所述的方法，其特征在于，还包括使用所述盖将所述后板电连接到所述麦克风的其它部件上。
31.如权利要求30所述的方法，其特征在于，所述隔膜、所述后板、所述支承框架、所述盖以及所述其它部件形成子组件，并还包括在所述麦克风的所述壳体内安装所述子组件。
32.如权利要求29所述的方法，其特征在于，还包括在所述后板上楔入所述盖，以有助于将所述盖保持就位。
33.如权利要求29所述的方法，其特征在于，还包括将所述盖压在所述后板上，以有助于将所述盖保持就位。
34.如权利要求29所述的方法，其特征在于，还包括将所述盖布置在所述后板内，以有助于将所述盖保持就位。
35.一种麦克风，包括：
壳体；
安装在所述壳体内的隔膜；
相对于所述隔膜以公知位置安装在所述壳体内的后板；
用于承载来自所述后板的信号的电触点元件，所述电触点元件提供用于控制所述麦克风的频率响应的声学特征。
36.如权利要求35所述的麦克风，其特征在于，所述声学特征是在所述电触点元件中具有预定尺寸、形状和/或位置的开口。
37.如权利要求36所述的麦克风，其特征在于，所述开口的所述预定形状是大致矩形的。
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