一种抗风噪麦克风结构的制作方法

本申请涉及麦克风降噪技术领域，尤其涉及一种具有抗风噪功能的麦克风结构。

背景技术：

麦克风使用时难以避免风噪的影响。通常认为风噪的来源在于，当空气经过障碍物时，会产生湍流。麦克风将这些湍流转换为声音信号，就形成了低频的噪音。

通常的降低风噪的方式有以下几种：第一种方法是使用高通麦克风，由于风噪主要为低频信号，因此使用高通麦克风能够明显减少风噪，但是也明显影响低频音质；第二种方法是减小器件尺寸，使用流线型器件减小风噪，但是这一种方法受到结构与应用场景的严重限制；第三种方法是采用软件算法降风噪，这种软件算法改善风噪比较消耗计算资源，并且算法能力有限，易影响正常通话音质。

技术实现要素：

为了能够在不影响正常低频音质的前提下，显著降低实际使用中的麦克风风噪，本申请披露了一种抗风噪麦克风结构，该结构包括：挡板、麦克风开口、麦克风、外壳；所述挡板与外壳上侧面相对，挡板与外壳侧面之间形成一个用于传播声音的传声通道；麦克风开口位于外壳上侧面，麦克风设置于外壳内侧并位于麦克风开口下方；麦克风开口距离挡板边缘的距离不小于3 mm，挡板距离外壳的距离在0.1 mm-1 mm之间。

本申请更进一步地描述为：在所述传声通道的边缘上或边缘内侧设置有挡风结构。所述挡风结构为挡板上正对外壳一侧设置的凸起结构。挡板与外壳形成第一空隙，凸起与外壳形成第二空隙。其中，第二空隙的高度在0.1 mm-1 mm之间。麦克风开口距离挡板边缘的距离不小于3 mm。

本申请更进一步地描述为：所述挡风结构包括挡板上正对外壳一侧设置的凸起结构和外壳正对挡板一侧设置的凹槽结构。凹槽结构被设置在与凸起结构相对应的位置。挡板与外壳形成第一空隙，凸起结构与凹槽结构形成第二空隙。其中，第一空隙的高度和第二空隙的高度的较小者在0.1 mm-1 mm之间，或者第一空隙的高度和第二空隙的高度均在0.1 mm-1 mm之间。麦克风开口距离挡板边缘的距离不小于3 mm。

本申请更进一步地描述为：所述挡风结构为外壳侧面边缘向上延伸形成的折弯结构，所述挡板位于折弯结构间。挡板与外壳间形成第一空隙，挡板边缘与外壳向上延伸部分形成第二空隙。其中，第一空隙的高度和第二空隙的高度的较小者在0.1 mm-1 mm之间，或者第一空隙的高度和第二空隙的高度均在0.1 mm-1 mm之间。麦克风开口距离挡板边缘的距离不小于3 mm。

本申请另一方面披露了一种设有缓冲层的抗风噪麦克风结构，该结构主要由外壳、麦克风、麦克风开口和挡板构成；所述挡板与外壳上侧面相对，挡板与外壳侧面之间形成一个用于传播声音的传声通道；麦克风开口位于外壳上侧面；麦克风设置于外壳内侧并位于麦克风开口下方，麦克风与外壳间设置有缓冲层。该缓冲层具体为起缓冲保护作用和提高抗噪声、抗风噪性能的的阻尼材料。

本申请另一方面披露了一种设有填充层的抗风噪麦克风结构，该结构包括挡板、麦克风开口、麦克风、外壳和填充层；麦克风开口位于外壳上侧面，麦克风设置于外壳内侧并位于麦克风开口下方；所述挡板与外壳上侧面相对，挡板与外壳侧面之间形成一个用于传播声音的传声通道。所述填充层可被设置于麦克风开口中、挡板与外壳间的第一空隙内、凸起结构与挡板或凹槽形成的第二空隙内和外壳外侧上。填充层为进一步降低风噪的多孔阻尼材料或为防水材料，也能同时起到降低风噪的作用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构和操作。

图1是本申请的一些实施例所示的抗风噪麦克风结构的示意图。

图2是本申请提供的麦克风开口与挡板边缘不同距离下与麦克风风噪关系示意图。

图3(a)-3(c)是根据本申请的一些实施例所示的挡板-外壳距离与麦克风风噪关系示意图。

图4(a)-4(c)是根据本申请的一些实施例所示的抗风噪麦克风结构的示意图。

图5是根据本申请的一些实施例所示的不同结构的麦克风对风噪的响应示意图。

图6是根据本申请的一些实施例所示的设置有缓冲层的抗风噪麦克风结构的示意图。

图7(a)和图7(b)是根据本申请的一些实施例所示的设置有填充层的抗风噪麦克风结构的示意图。

具体实施方式

本申请中使用了多种结构图用来说明根据本申请的实施例的各种变形。应当理解的是，前面或下面的结构并不是用来限定本申请。本申请的保护范围以权利要求为准。在本申请中，不失一般性的，“麦克风”表示一种具有声音采集功能的装置或者设备，也可以用其他同类词语代替，比如“传声器”、“声音输入器”等。

本申请提出了一种新型的抗风噪麦克风结构，它能够显著降低实际使用中的麦克风风噪，而不影响麦克风的正常使用。其中抗风噪麦克风结构包括：麦克风、外壳、挡板以及麦克风开口。

图1为根据本申请的一些实施例设计的一种抗风噪麦克风结构的示意图。如图1所示，抗风噪麦克风100可以包括挡板110、麦克风开口120、麦克风130、外壳140，其中，麦克风130可以设置于麦克风开口120下方，并位于外壳140内部。其中，麦克风开口120可以是位于外壳140的一个侧面，并与挡板110相对。挡板110与外壳140间形成用于传播声音的传声通道。挡板110可以减小麦克风130受到的风噪。在一些实施例中，挡板110的面积不小于麦克风开口120的面积。挡板110可以是平板状结构。例如，挡板110可以是圆形、正方形、矩形、椭圆形以及任意规则或不规则形状。在一些实施例中，挡板110可以正对外壳140的一个侧面（在图1中为外壳140的“上侧面”）。挡板110的边缘可以位于外壳140的上侧面的边缘附近，或者与外壳140的上侧面的边缘对齐。

由空气流动引起的风噪主要集中在挡板110与外壳140的上侧面的边缘位置，由边缘向内侧逐渐降低。在一些实施例中，当挡板110的边缘与麦克风开口120距离足够大时，在麦克风开口120位置可以形成一定的无风噪区域，麦克风130处于无风噪区域中时则不受风噪的影响。同时，麦克风130可以通过麦克风开口120和挡板110与外壳140之间的空隙与外界空气连接，不影响麦克风130接收声音信号等正常功能的实现。在一些实施例中，挡板110的材料可以是不易变形的材料，如金属、合金、塑料（如硬质聚乙烯等），高分子材料等。

麦克风开口120可以设置于外壳140的上侧面。声音可以依次经过挡板110与外壳140间的空隙、麦克风开口120传播至麦克风130。麦克风开口120可以根据麦克风130的形状设计。在一些实施例中，麦克风开口120可以是圆形、正方形、矩形以及其他任意规则或不规则形状。在一些实施例中，麦克风开口120可以对应于挡板110或位于外壳140上侧面的中心区域或者非中心区域。在一些实施例中，麦克风开口120与挡板110的边缘之间的水平距离不小于3 mm。

麦克风130可以是阻抗式麦克风、电容式麦克风，压电式麦克风、电磁式麦克风、碳粒式麦克风、半导体式麦克风、全指向式麦克风、单一指向式麦克风、双指向式麦克风中的一种或者任意几种的组合。在一些实施例中，麦克风130可以是气传导麦克风、骨传导麦克风、或者两者的组合。例如，麦克风130可以接收通过挡板110与外壳140间的空隙、麦克风开口120传递的声音，也可以同时接收通过外壳140的振动传递的声音。

外壳140的作用可以是保护麦克风130，避免麦克风130受到外界的碰撞等可能导致损坏。在一些实施例中，外壳140的材料可以是不易变形的材料，如金属、合金、塑料（如硬质聚乙烯等），高分子材料等。外壳140上侧面的形状可以是圆形、正方形、矩形、椭圆形以及任意规则或不规则形状。在一些实施例中，外壳140上侧面的大小、形状可以与挡板110的形状相同。

当空气流动经过挡板110和外壳120的边缘时，会在边缘处产生风噪。这些风噪随着向麦克风开口120位置传播逐渐衰减，因此麦克风开口120与挡板110边缘之间的水平距离会影响抗风噪的效果。这里所说的水平距离指的是麦克风开口120距离挡板110边缘的最小的水平距离，本申请中的水平方向与外壳140的上侧面平行。例如，当麦克风开口120形状与挡板110均为圆形且同心时，麦克风开口120与挡板110边缘之间的水平距离为两个圆形的半径差。再例如，当麦克风开口120形状与挡板110为非圆形时，麦克风开口120与挡板110边缘之间的水平距离是指麦克风开口120边缘与挡板110边缘之间的最小距离。

图2是根据本申请的一些实施例所示的麦克风开口120与挡板110边缘的距离与麦克风130处风噪关系示意图。如图2所示，为不同的麦克风开口与挡板边缘之间的距离对麦克风130接收到的风噪大小关系图。分别选取无挡板，麦克风开口120与挡板边缘距离为3.5 mm、5.0 mm、8 mm情况下，分析麦克风接收到的风噪大小。从图2中可以看出，随着麦克风开口120与挡板110边缘之间的距离增大，中低频风噪（例如，100Hz-2000Hz的风噪）逐渐减小，高频风噪（例如，大于4000Hz的风噪）变化较小。在一些实施例中，可以设置麦克风开口120与挡板110边缘之间的水平距离不小于3 mm。

图3(a)-3(b)是根据本申请的一些实施例所示的挡板110与外壳140之间形成的空隙高度与麦克风接收到风噪的关系示意图。这里所说的空隙高度指的是麦克风开口120距离挡板110的垂直间距。其中，图3(a)、3(b)和图3(c)为挡板-外壳距离与麦克风风噪关系示意图。如图3(a)所示，相比于无挡板遮挡，当挡板110与外壳140的垂直间距为0.5 mm或1 mm时，有挡板遮挡的麦克风结构接收到的风噪更小。如图3(b)所示，当挡板110与外壳140的垂直间距过大时（如图中所示的2mm），可能会在麦克风区域引入比没有挡板时更大的风噪。如图3(c)所示，当挡板与外壳的距离为0.1 mm时，麦克风灵敏度发生明显降低。在一些实施例中，可以设置挡板110与外壳140之间的垂直间距在0.1 mm-1 mm之间。

在一些实施例中，挡板110与外壳140平行设置。挡板110与外壳140之间形成的空隙高度可以是挡板110与外壳140之间的垂直间距。在一些实施例中，挡板110与外壳140非平行设置，即挡板110与外壳140的间距在一端最大，另一端最小。在一些实施例中，挡板110或外壳140上侧面可以设置有其它结构（例如，凸起结构、凹槽结构等）。针对以上几种抗风噪麦克风结构，挡板110与外壳140之间形成的空隙高度可以是一个高度区间，例如0.1 mm-1 mm，挡板110与外壳140间最大间距和最小间距设置在该区间之间。

在实际应用中，需要将挡板110与外壳140互相连接以实现挡板110的功能。挡板110与外壳140之间的连接方式可以为若干个点的连接，也可以为一个有宽度的杆的连接。挡板110与外壳140之间的连接方式需要保证挡板110与外壳140之间足够的缝隙大小，即挡板110与外壳140之间有足够大的传声通道。为了更好地解释，假设挡板与外壳间无连接时，将挡板边缘的周长作为传声通道的有效长度。当挡板与外壳通过一个连接杆连接时，连接杆会占用一部分挡板与外壳之间的传声通道的长度，降低传声能力，即连接杆会减少传声通道的有效长度。在一些实施例中，传声通道的有效长度不小于3 mm。

图4(a)-4(b)描述了根据本申请一些实施例所示的抗风噪麦克风结构。如图4(a)所示，抗风噪麦克风401包括挡板410、麦克风开口420、麦克风430、外壳440。在挡板410正对外壳440的一侧设置有一圈凸起结构411。凸起结构411可以一定程度上减小侧面的空气流动造成的风噪。在一些实施例中，凸起结构411可以设置在挡板410边缘附近一定距离的位置。在一些实施例中，凸起结构411可以设置在挡板边缘（图4(a)中未示出）。凸起结构411与外壳440间形成第二空隙，该第二空隙为传声通道的一部分。当凸起结构411设置于挡板边缘附近一定距离的位置时，第一空隙被凸起结构411隔断分为凸起结构411内侧和凸起结构411外侧两部分。类似于图3(a)、3(b)、3(c)中的描述，挡板410与外壳440之间形成的空隙高度在0.1 mm-1 mm之间，凸起结构411距离外壳440上侧面的距离小于挡板410与外壳440之间的空隙高度，可以设置凸起结构411距离外壳440上侧面的距离和挡板410与外壳440间的距离均在0.1 mm-1 mm之间。类似于图2中的描述，麦克风开口420与挡板410边缘之间的水平距离为不小于3 mm。

类似地，凸起结构也可以设置于外壳440上侧面的边缘附近。在一些实施例中，凸起结构可以位于外壳440上侧面距离边缘一定距离的位置。在一些实施例中，该凸起结构可以位于外壳440上侧面的边缘。

类似地，抗风噪麦克风401的一些变型结构仍在本申请的保护范围内，例如凸起结构411可以沿着挡板410的边缘布置，如图4(a)所示，凸起结构411的剖面形状为长方形，还可以设置为正方形、三角形以及任意形状。

图4(b)是根据本申请的一些实施例所示的另一种抗风噪麦克风结构的示意图。如图4(b)所示，抗风噪麦克风402与麦克风401的区别在于，在外壳440与挡板410相对的侧面边缘附近一定距离的位置设置一凹槽结构421。该凹槽结构421与挡板410上的凸起结构411的结构相吻合。在一些实施例中，该凹槽结构421和挡板410上的凸起结构411均位于外壳440和挡板410的边缘附近一定距离的位置。在一些实施例中，该凹槽结构421和挡板410上的凸起结构411均位于外壳440上侧面和挡板410的边缘处（图4(b)中未示出）。如图4(b)所示，挡板410上的突起结构411部分地深入到凹槽结构421中。该结构能够有效地减缓来自侧面的空气流动，从而降低风噪。挡板410与外壳440间形成第一空隙，凸起结构411与凹槽结构421形成第二空隙。该第一空隙和第二空隙形成声音传播的通道。在一些实施例中，第一空隙和第二空隙分布是均匀的，但第一空隙与第二空隙大小可以根据实际情况设计。例如，第一空隙的高度和第二空隙的高度可以相等，也可以不等。在一些实施例中，第一空隙和第二空隙不均匀分布，即第一空隙或第二空隙不同位置处高度不同。类似于图3(a)、3(b)、3(c)中的描述，挡板410与外壳440之间的距离可以在0.1 mm-1 mm之间。针对抗风噪麦克风402，在一些实施例中，第一空隙的高度和第二空隙的高度中的较小者在0.1 mm-1 mm之间。在一些实施例中，第一空隙的高度和第二空隙的高度均在0.1 mm-1 mm之间。类似于图2中的描述，麦克风开口420与挡板410边缘的水平距离为不小于3 mm，麦克风开口420距离凸起结构411或凹槽结构421的水平距离小于麦克风开口420与挡板410边缘的水平距离，设置麦克风开口距离凸起结构411或凹槽结构421的水平距离或者麦克风开口420与挡板410边缘的水平距离不小于3 mm。

类似地，该凸起结构和该凹槽结构所处的位置可以调换。例如，凸起结构可以设置于外壳上侧面边缘附近，凹槽结构可以设置于挡板边缘附近。在一些实施例中，凸起结构可以位于外壳上侧面距离边缘一定距离的位置，凹槽结构可以位于挡板边缘一定距离的位置。在一些实施例中，该凸起结构和该凹槽结构可以位于挡板410和外壳440上侧面的边缘。

图4(c)是根据本申请的一些实施例所示的另一种抗风噪麦克风结构示意图。如图4(c)所示，外壳440侧面边缘向上延伸，形成折弯结构422，该折弯结构422可以包围挡板410。在一些实施例中，折弯结构422的顶端与挡板上侧面平齐。挡板410的形状与外壳440上侧面相同，尺寸上小于外壳上侧面的尺寸。在一些实施例中，折弯结构422可以设置在位于外壳440上侧面边缘附近一定距离的位置（图4(c)中未示出）。

图5是根据本申请的一些实施例所示的不同结构的麦克风对风噪的响应示意图。如图5所示，相比于无挡板麦克风结构，有挡板麦克风结构具有更好的抗风噪效果。在有挡板的抗风噪麦克风结构中，具有如图4(a)、图4(b)、图4(c)所示的凸起结构、凹槽结构或延伸部分等侧面结构的麦克风接收到的风噪更小。

图6是根据本申请的一些实施例所示的设置有缓冲层的抗风噪麦克风结构的示意图。如图6所示，该抗风噪麦克风600包括挡板610、麦克风开口620、麦克风630、外壳640和阻尼材料650。如图6所示，在外壳640内部麦克风位置设置有一圈延伸结构641，该延伸结构641被配置为固定麦克风。在延伸结构641和麦克风630之间设置有缓冲层650。所述缓冲层650可以起到保护麦克风630的作用，也可以进一步减小风噪。

值得说明的是，图6所示保护麦克风630的缓冲层650并不限于图6所示的结构。所述延伸结构641和缓冲层650可以被应用于本申请中的任意一种实施例中。

为进一步提高抗风噪效果，也可以在挡板与外壳之间设置填充层。所述挡板与外壳之间包括上述麦克风开口、第一空隙、第二空隙等。如图7(a)所示，填充层760可以被填充于麦克风开口720处以及挡板710与外壳740之间的部分空隙。在一些实施例中，所述填充层760可以是多孔材料制成。在一些实施例中，所述填充层760可以为防水材料。防水材料能防止水流到麦克风730处，并且能够进一步降低风噪对麦克风730的影响。如图7(b)所示，填充层760被填充于麦克风开口720处，挡板710与外壳740之间的空隙，以及挡板710与外壳740之外的部分770。所述在挡板710与外壳740之外的部分770可以保护外壳，且进一步降低风噪对麦克风的影响。

值得说明的是，图6所示的缓冲层和图7(a)-7(b)中所示的填充层可以适用于本申请中的任意一种抗风噪麦克风结构及其变形。进一步地，本申请中描述的多种抗风噪麦克风结构可以交叉、替换等变型成为新的抗风噪麦克风结构，且这种变型均属于本申请的保护范围。

在一些实施例中，挡板被设置为具有按键功能。挡板可以不仅有抗风噪的功能，同时也可以作为产品的按键，实现功能的复用。在一些实施例中，挡板本身不作为按键，挡板上可以设置有带有按键功能的部件。值得说明的是，挡板作为按键或者挡板上设置有具有按键功能的部件，均适用于本申请中所描述的任意抗风噪麦克风结构模型。

上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述发明披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。

此外，除非权利要求中明确说明，本申请所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本申请流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本申请实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。

同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

最后，应当理解的是，本申请中所述实施例仅用以说明本申请实施例的原则。其他的变形也可能属于本申请的范围。因此，作为示例而非限制，本申请实施例的替代配置可视为与本申请的教导一致。相应地，本申请的实施例不仅限于本申请明确介绍和描述的实施例。