CN213305751U - 一种防风噪麦克风结构和一种耳机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种防风噪麦克风结构和一种耳机，所述防风噪麦克风结构包括：结构外壳，所述结构外壳围成有一用于放置MEMS麦克风的结构腔体，在所述结构腔体所在的结构外壳上设置有两个或多个进声孔，在每个所述进声孔的内表面或者外表面上设置有防水防风网，所述两个或多个进声孔透过所述防水防风网与所述结构腔体之间彼此相连通。所述耳机包括MEMS麦克风，该MEMS麦克风放置在上述的防风噪麦克风结构内。本实用新型的防风噪麦克风结构能够有效降低风噪，提高麦克风的语音‑风噪信噪比，改善前馈主动降噪性能，改进所放置的MEMS麦克风的指向性，显著提升使用该防风噪麦克风结构的耳机的通话质量。
Description
技术领域
本实用新型涉及麦克风技术领域，特别涉及一种防风噪麦克风结构和一种耳机。
背景技术
现有的有线耳机或无线耳机，例如脖戴式蓝牙耳机或真无线耳机，通常都内嵌有麦克风，以提供通话和主动降噪功能。在耳机等设备中麦克风的设置方式通常是将体积较小的MEMS(Microelectro Mechanical Systems，微型机电系统)麦克风嵌入耳机设备内部的空腔中，并在设备表面设置一个开口联通外部空气和内部空腔。麦克风通过联通外界的这一开口感测到外部空气中的振动，并将振动信号转换为表征声波的电信号。
随着人们对无线耳机和有线耳机的使用需求越来越大，使用的场景越来越复杂，人们发现在大风等环境下麦克风的声学性能会受到严重影响，当气流吹到耳机的麦克风上时会产生风噪声，打电话时会影响通话质量，严重时甚至导致完全无法通话。前馈式主动降噪耳机也会由于风噪存在带来不舒适的体验，使得原本不被人感知的噪声经过前馈电路放大而被人听到。
发明人发现，现有技术中采用的单开孔方式设置麦克风的耳机并无法有效抵挡风噪声的干扰。除了单开孔设置麦克风的方式之外，现有的另一种麦克风防风噪技术主要是设计专用的流场通道，让气流从一个孔流入，从另一个孔流出，避免流体在结构腔体会聚从而降低风噪，这种技术的主要缺点：1)开孔数量和尺度较大，会增加麦克风结构设计复杂度；2)流体专用通道的设计会影响麦克风自身的声学性能(如频响和指向性)；3)风噪的改善量非常有限。
实用新型内容
鉴于现有技术中的内嵌有麦克风的耳机无法有效降低风噪声的问题，提出了本实用新型的一种防风噪麦克风结构和一种耳机，以便克服至少上述提到的一种问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
依据本实用新型的一个方面，提供了一种防风噪麦克风结构，包括结构外壳，所述结构外壳围成有一用于放置MEMS麦克风的结构腔体，在所述结构腔体所在的结构外壳上设置有两个或多个进声孔，在每个所述进声孔的内表面或者外表面上设置有防水防风网，所述两个或多个进声孔透过所述防水防风网与所述结构腔体之间彼此相连通。
可选地，所述结构腔体根据所放置MEMS麦克风的摆放位置及方向进行设计。
可选地，所述结构腔体的体积小于所放置MEMS麦克风的高频截止频率的等效容积。
可选地，所述两个或多个进声孔均匀或对称地设置在所述结构外壳上，且大小形状相同。
可选地，在所述结构腔体所在的结构外壳上设置有两个进声孔，所述两个进声孔相对设置在所述结构腔体的两个不同表面上。
可选地，所述结构腔体的横截面为长条形，所述长条形的两端分别设计为圆角，所述两个进声孔对称设置在所述圆角所在的结构外壳上。
可选地，所述结构外壳为金属结构外壳或者塑胶结构外壳。
可选地，所述进声孔的形状为圆形、椭圆形或者狭缝状。
可选地，所述防水防风网为编织网布或者编织金属网。
依据本实用新型的另一个方面，提供了一种耳机，包括MEMS麦克风，还包括如前任一项所述的防风噪麦克风结构，所述MEMS麦克风放置在所述防风噪麦克风结构内。
综上所述，本实用新型的有益效果是：
本实用新型的防风噪麦克风结构，通过结构外壳围成一个声学空腔，用作放置MEMS麦克风的结构腔体，该结构腔体可以为MEMS麦克风提供相对密闭的环境，并降低结构外壳内回声的影响；在结构腔体所在的结构外壳上设置有两个或多个进声孔，在每个进声孔的表面粘贴有防水防风网，两个或多个进声孔透过防水防风网与结构腔体之间彼此相连通。一方面可以阻隔气流直接吹到MEMS麦克风，避免MEMS麦克风进声孔处的流场压力出现变化，实现根据流场特性对风噪声进行抑制；另一方面，由于每个进声孔都相当于风噪声源，辐射声音可以透过防水防风网被麦克风拾取，各风噪声源之间具有不相关性，此外MEMS麦克风作为耳机的通话功能器件，不同方向的MEMS麦克风频响一致性较差，因此通过在结构外壳上开设两个或多个进声孔，能够提升不同方向上的声学频响一致性，有效降低风噪，实现根据声学特征对风噪声进行抑制。由此提高麦克风的语音-风噪信噪比，改进所放置MEMS麦克风的指向性，显著提升使用该防风噪麦克风结构的耳机的通话质量，同时设计成本和设计复杂度也较低。
附图说明
图1示出了本实用新型防风噪麦克风结构的一个实施例的平面图；
图2示出了本实用新型防风噪麦克风结构的另一个实施例的平面图。
图中：110、结构外壳；120、结构腔体；130、进声孔；140、防水防风网；20、MEMS麦克风。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
风噪的产生是基于如下原因：气流遇到突变结构引起流场速度变化，从而影响压力变化，产生风噪。耳机产品的麦克风风噪主要分为两类：1)气流直接吹到麦克风上，流场的压力变化直接作用到麦克风振膜，麦克风拾取到的信号就是风噪声，此类表现为流场特性为主；2)气流在耳机结构表面形成湍流，湍流等效为四极子声源，辐射声音即风噪声，此类表现为声学特性为主。
基于此，本实用新型的技术构思是：通过结构外壳围成一个声学空腔，用作放置MEMS麦克风的结构腔体，该结构腔体可以为MEMS麦克风提供相对密闭的环境，并降低结构外壳内回声的影响；在结构腔体所在的结构外壳上设置有两个或多个进声孔，在每个进声孔的表面粘贴有防水防风网，两个或多个进声孔透过防水防风网与结构腔体之间彼此相连通。一方面可以阻隔气流直接吹到MEMS麦克风，避免MEMS麦克风进声孔处的流场压力出现变化，实现根据流场特性对风噪声进行抑制；另一方面，由于每个进声孔都相当于风噪声源，辐射声音可以透过防水防风网被麦克风拾取，各风噪声源之间具有不相关性，此外MEMS麦克风作为耳机的通话功能器件，不同方向的MEMS麦克风频响一致性较差，因此通过在结构外壳上开设两个或多个进声孔，能够提升不同方向上的声学频响一致性，有效降低风噪，实现根据声学特征对风噪声进行抑制。由此提高麦克风的语音-风噪信噪比，改进所放置MEMS麦克风的指向性，显著提升使用该防风噪麦克风结构的耳机的通话质量，同时设计成本和设计复杂度也较低。
实施例1
图1示出了本实用新型防风噪麦克风结构的一个实施例的平面图，该实施例的防风噪麦克风结构可以应用于真无线耳机。如图1所示，一种防风噪麦克风结构，包括：结构外壳110、结构腔体120、进声孔130和防水防风网140。
结构腔体120是由结构外壳110围成的一个用于放置MEMS麦克风20的声学空腔，该声学空腔可以为MEMS麦克风20提供相对密闭的环境，并降低外壳内回声的影响。
在结构腔体120所在的结构外壳110上设置有两个进声孔130，在每个进声孔130的内表面或者外表面上分别设置有两个防水防风网140，两个进声孔130透过防水防风网140与结构腔体120之间彼此相连通。
本实施例在结构腔体120所在的结构外壳110上设置了两个进声孔130，在每个进声孔130的表面分别粘贴有防水防风网140，对于这样的结构设计，一方面可以阻隔气流直接吹到MEMS麦克风20，避免MEMS麦克风20的进声孔130处的流场压力出现变化，实现根据流场特性对风噪声进行抑制；另一方面，由于每个进声孔130都相当于风噪声源，辐射声音可以透过防水防风网140被麦克风拾取，各风噪声源之间具有不相关性，此外MEMS麦克风20作为耳机的通话功能器件，不同方向的MEMS麦克风20频响一致性较差，因此通过在结构外壳上开设两个或多个进声孔，能够提升不同方向上的声学频响一致性，有效降低风噪，实现根据声学特征对风噪声进行抑制。由此提高麦克风的语音-风噪信噪比，改进所放置MEMS麦克风的指向性，显著提升使用该防风噪麦克风结构的耳机的通话质量，同时设计成本和设计复杂度也较低。
在一个实施例中，结构腔体120可以根据所放置MEMS麦克风20的摆放位置及方向进行设计，这里的MEMS麦克风20摆放原则：麦克风20的声孔避免正对着结构进声孔130，具体摆放位置和方向是根据实际需求来设计的。如图1所示，本实施例的结构外壳110整体可以看作是真无线耳机的耳机柄结构，MEMS麦克风20设置在真无线耳机的耳机柄下端，相应地，用于放置MEMS麦克风20的结构腔体120也设置在真无线耳机的耳机柄下端。
在一个实施例中，结构腔体120的体积小于所放置MEMS麦克风20的高频截止频率的等效容积。高频截止频率是MEMS麦克风的固有特征，截止频率以下是MEMS麦克风工作带宽，截止频率以上的声信号将无法被拾取，而MEMS麦克风的声孔所连通的结构腔体120和MEMS麦克风等效参数共同决定MEMS麦克风的高频截止频率，其腔体容积越大高频截止频率越低，MEMS麦克风工作带宽越窄。因此为了保证MEMS麦克风的有效带宽，要求结构腔体120的体积应小于该高频截止频率的等效容积，进而保证在不影响MEMS麦克风20的拾音效果的同时还能够保证良好的防风噪效果。
在一个实施例中，两个进声孔130相对设置在结构外壳110的两个不同表面上，且大小和形状均相同，进而可以在保证具有良好的防风燥效果的同时还能使产品具有一定的美感。本实施例经过多次实验发现，两个进声孔的朝向角度会影响防风噪的性能，当两个进声孔的朝向角度为180度时，也即两个进声孔相对设置时，防风噪效果最好。因此本实施例中的两个进声孔130可以分别彼此相对设置在结构外壳110的正面和背面，以提高防风噪效果。这里的“正面”和“背面”是相对意义上的，只要是两个进声孔彼此相对设置，均应涵盖在本实施例的保护范围内。
当然，两个进声孔130也可以非对称地设置在结构外壳110上，例如一个进声孔设置在结构外壳的侧面，另外一个进声孔设置在结构外壳的底面，在空间上呈非对称分布，以满足特定场景下的使用需求。
在一个实施例中，结构腔体120的横截面为长条形，长条形的两端分别设计为圆角，两个进声孔130对称设置在圆角所在的结构外壳110上。如前所述，当结构外壳110上设置有两个进声孔130时，两个进声孔对称设置时的防风燥效果最好，因此对于两端为圆角的长条形截面的结构腔体来说，通过将两个进声孔130分别对称地设置在两个圆角所在的结构外壳110上，可以起到更好的防风噪效果，同时对称结构的设计也能使产品的外形更加美观，给用户带来更好的使用体验。
在一个实施例中，结构外壳110可以采用金属结构外壳或者塑胶结构外壳，或者也可以是金属结构外壳和塑胶结构外壳两者结合使用，这两种材质的外壳设计成本相对较低且能够设计出较为丰富的外形结构，以满足不同用户的使用需求。
在一个实施例中，两个进声孔130的形状可以是圆形、椭圆形或者狭缝状。当然，也不限于上述列举的几种形状，本领域技术人员可根据实际需求灵活设计。
在一个实施例中，防水防风网140可以采用编织网布或者编织金属网，以阻隔气流进入结构腔体120内部，进而起到防风噪的效果，还可以阻断液体流入结构腔体120内部，避免结构腔体120内部的MEMS麦克风20等部件受到损坏。当然，除了上述列举的两种材质的防水防风网，也可以采用其他材质，如尼龙网等，在此不一一列举。
通常来说，进声孔的尺寸越大，防风噪效果越好，因此在本实施例中，为了能够保证良好的防风噪效果，限定了每个进声孔的截面积均不小于0.2mm2。当然考虑到设计成本、设计复杂度以及美观度等方面的限制，也可以针对进声孔的截面积设置一个上限值，本实施例经过多次实验发现，进声孔的截面积上限值设置为4mm2，也即进声孔的截面积在0.2～4mm2区间范围内时，既能保证较好的防风噪效果，同时又不会因为进声孔的尺寸问题而受到设计成本、设计复杂度以及美观度等方面的限制。
实施例2
图2示出了本实用新型防风噪麦克风结构的另一个实施例的平面图，该实施例的防风噪麦克风结构可以应用于有线耳机。相比于实施例1，该实施例2中的结构外壳110整体为两端呈圆角的长条形结构，结构外壳110围成的用于设置MEMS麦克风20的结构腔体120位于结构外壳110的中部位置。该结构外壳110的两端圆角处位置分别用于连接耳机线。
除了上述实施例1和实施例2，本实用新型防风噪麦克风结构中的进声孔的数量还可以根据需要设置为三个或者更多个，以有效降低风噪声，显著提升使用该防风噪麦克风结构的耳机的通话质量。多个进声孔可以均匀或对称地分布在结构外壳上，当然也可以非对称地分布在结构外壳上，本领域技术人员可根据实际需求灵活设置。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，在本实用新型的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本实用新型的目的，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种防风噪麦克风结构，其特征在于，包括结构外壳，所述结构外壳围成有一用于放置MEMS麦克风的结构腔体，在所述结构腔体所在的结构外壳上设置有两个或多个进声孔，在每个所述进声孔的内表面或者外表面上设置有防水防风网，所述两个或多个进声孔透过所述防水防风网与所述结构腔体之间彼此相连通。
2.根据权利要求1所述的防风噪麦克风结构，其特征在于，所述结构腔体根据所放置MEMS麦克风的摆放位置及方向进行设计。
3.根据权利要求1所述的防风噪麦克风结构，其特征在于，所述结构腔体的体积小于所放置MEMS麦克风的高频截止频率的等效容积。
4.根据权利要求1所述的防风噪麦克风结构，其特征在于，所述两个或多个进声孔均匀或对称地设置在所述结构外壳上，且大小形状相同。
5.根据权利要求1所述的防风噪麦克风结构，其特征在于，在所述结构腔体所在的结构外壳上设置有两个进声孔，所述两个进声孔相对设置在所述结构腔体的两个不同表面上。
6.根据权利要求1所述的防风噪麦克风结构，其特征在于，所述结构腔体的横截面为长条形，所述长条形的两端分别设计为圆角，所述两个进声孔对称设置在所述圆角所在的结构外壳上。
7.根据权利要求1所述的防风噪麦克风结构，其特征在于，所述结构外壳为金属结构外壳或者塑胶结构外壳。
8.根据权利要求1所述的防风噪麦克风结构，其特征在于，所述进声孔的形状为圆形、椭圆形或者狭缝状。
9.根据权利要求1所述的防风噪麦克风结构，其特征在于，所述防水防风网为编织网布或者编织金属网。
10.一种耳机，包括MEMS麦克风，其特征在于，还包括如权利要求1至9任一项所述的防风噪麦克风结构，所述MEMS麦克风放置在所述防风噪麦克风结构内。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202021887783.7U CN213305751U (zh) | 2020-09-02 | 2020-09-02 | 一种防风噪麦克风结构和一种耳机 |
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|---|---|---|---|
| CN202021887783.7U CN213305751U (zh) | 2020-09-02 | 2020-09-02 | 一种防风噪麦克风结构和一种耳机 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN213305751U true CN213305751U (zh) | 2021-05-28 |
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Family Applications (1)
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| CN202021887783.7U Active CN213305751U (zh) | 2020-09-02 | 2020-09-02 | 一种防风噪麦克风结构和一种耳机 |
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| CN (1) | CN213305751U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023202593A1 (zh) * | 2022-04-23 | 2023-10-26 | 东莞市和乐电子有限公司 | 无线蓝牙耳机的防风噪结构和方法 |
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- 2020-09-02 CN CN202021887783.7U patent/CN213305751U/zh active Active
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| WO2023202593A1 (zh) * | 2022-04-23 | 2023-10-26 | 东莞市和乐电子有限公司 | 无线蓝牙耳机的防风噪结构和方法 |
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