指向性麦克风及电子装置的制作方法

1.本发明涉及声学产品技术领域，更为具体地，涉及一种指向性麦克风及电子装置。


背景技术：

2.目前，大部分麦克风的声音信号都是通过单一的声孔进入到产品内部，此类结构的麦克风为全指向性麦克风，无法实现声音信号的指向性，在一定程度上限制了产品的适用范围。
3.针对上述问题，提出了一种具有指向性的麦克风，目前的单指向麦克风使用电容式原理，通过结构实现声源在不同方向下到达同一振动膜时存在相位差，并叠加至同一振膜上，使得不同方向下振膜振动产生差异而输出电信号的差异，实现指向性。
4.可知，现有的指向性麦克风通常是基于两个阻尼不同的声孔来实现两个声音信号的声程差，形成指向性；但是，此类结构对声程差的差异性要求比较高，大部分需要对声孔处的通道进行特殊处理，导致整体结构复杂，且指向性精度差。


技术实现要素：

5.鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种指向性麦克风及电子装置，以解决现有指向性麦克风存在的声程差的差异要求比较高，导致整体结构复杂，且指向性精确度差等问题。
6.本发明提供的指向性麦克风，包括：电路板、与电路板形成封装结构的壳体，以及设置在壳体上的主声孔和次声孔；其中，在壳体上设置有覆盖主声孔的第一反光膜以及覆盖次声孔的第二反光膜；在电路板上设置有与第一反光膜位置对应的第一检测单元，以及与第二反光膜位置对应的第二检测单元；第一检测单元用于检测第一反光膜的第一振动信号，第二检测单元用于检测第二反光膜的第二振动信号；基于第一振动信号和第二振动信号实现麦克风的指向性。
7.此外，可选的技术方案是，在封装结构内设置有环绕主声孔设置的第一支撑部；第一反光膜固定在第一支撑部上；在封装结构内设置有环绕次声孔设置的第二支撑部；第二反光膜固定在第二支撑部上；并且，第一反光膜和第二反光膜位于同一平面内。
8.此外，可选的技术方案是，在第一反光膜或者第一支撑部上设置有第一压力均衡孔；在第二反光膜或者第二支撑部上设置有第二压力均衡孔。
9.此外，可选的技术方案是，第一检测单元包括固定在电路板上的第一激光接收器以及固定在第一激光接收器上的第一激光发射器；第一激光发射器用于向第一反光膜发射第一激光信号，并通过第一激光接收器接收第一反光膜反射回的第一反射光线；基于第一激光信号及第一反射光线确定第一振动信号；第二检测单元包括固定在电路板上的第二激光接收器以及固定在第二激光接收器上的第二激光发射器；第二激光发射器用于向第二反光膜发射第二激光信号，并通过第二激光接收器接收第二反光膜反射回的第二反射光线；基于第二激光信号及第二反射光线确定第二振动信号。
10.此外，可选的技术方案是，第一激光发射器、第一激光接收器与第一反光膜的中轴线相互重合；并且，第二激光发射器、第二激光接收器与第二反光膜的中轴线相互重合。
11.此外，可选的技术方案是，还包括固定在电路板上并与第一检测单元和第二检测单元导通的信号处理芯片；信号处理芯片基于第一振动信号和第二振动信号实现麦克风的指向性。
12.此外，可选的技术方案是，在壳体上贴设有覆盖次声孔的阻尼网。
13.此外，可选的技术方案是，在主声孔和次声孔处分别设置阻尼系数不同的阻尼结构。
14.此外，可选的技术方案是，主声孔和次声孔的孔径大小不同。
15.根据本发明的另一方面，提供一种电子装置，包括上述指向性麦克风。
16.利用上述指向性麦克风及电子装置，在壳体上设置覆盖主声孔的第一反光膜以及覆盖次声孔的第二反光膜，在电路板上设置与第一反光膜位置对应的第一检测单元，以及与第二反光膜位置对应的第二检测单元，通过第一检测单元检测第一反光膜的第一振动信号，通过第二检测单元检测第二反光膜的第二振动信号，最终基于第一振动信号和第二振动信号实现麦克风的指向性，能够结合光学原理，实现对两个振膜的细微差异，结构简单，且指向性准确度更高。
17.为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。
附图说明
18.通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：
19.图1为根据本发明实施例的指向性麦克风的结构示意图。
20.其中的附图标记包括：电路板1、第一激光接收器21、第一激光发射器31、第一反光膜41、第一支撑部51、第二激光接收器22、第二激光发射器32、第二反光膜42、第二支撑部52、信号处理芯片6、焊盘7、壳体8、主声孔91、次声孔92、阻尼网10。
21.在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。
具体实施方式
22.在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。
23.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。
24.为详细描述本发明内的指向性麦克风及电子装置，以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。
25.图1示出了根据本发明实施例的指向性麦克风的示意结构。
26.如图1所示，本发明实施例的指向性麦克风，包括电路板1、与电路板1形成封装结构的壳体8，以及设置在壳体8上的主声孔91和次声孔92；其中，在壳体8上设置有覆盖主声孔91的第一反光膜41以及覆盖次声孔92的第二反光膜42；在电路板1上设置有与第一反光膜41位置对应的第一检测单元，以及与第二反光膜42位置对应的第二检测单元；通过第一检测单元检测第一反光膜41的第一振动信号，同时通过第二检测单元检测第二反光膜42的第二振动信号，最终可基于第一振动信号和第二振动信号实现麦克风的指向性。
27.其中，壳体8可包括与电路板1垂直固定的侧壁以及设置在侧壁上并与电路板1平行设置的顶壁，主声孔91和次声孔92均可设置在顶壁上，以便与固定在电路板1上的检测单元形成相对检测的位置关系，便于信号的采集；同时，可在电路板1远离壳体8的一侧设置与外界导通的焊盘7，通过焊盘7实现指向性麦克风与外部电子装置之间的导通。
28.具体地，在设置第一反光膜41和第二反光膜42时，可在封装结构内设置环绕主声孔91设置的第一支撑部51，即第一支撑部51可设置在顶壁上，并收容在封装结构内，第一反光膜41设置在第一支撑部51远离主声孔91的一侧，当声音信号通过主声孔91后进入到第一支撑部51内部时，会使得第一反光膜41发生振动，进而可通过对应的第一检测单元采集该第一反光膜41的振动信号。
29.同理，可在封装结构内设置环绕次声孔92设置的第二支撑部52，即第二支撑部52可设置在顶壁上，并收容在封装结构内，第二反光膜42设置在第二支撑部52远离次声孔92的一侧，当声音信号通过次声孔92后进入到第二支撑部52内部时，会使得第二反光膜42发生振动，进而可通过对应的第二检测单元采集该第二反光膜42的振动信号。
30.此外，为确保产品的指向性准确度，上述第一反光膜41和第二反光膜42在固定之后，二者相互平行位于同一平面内，以确保在相同条件下的两组检测单元的光路的一致性。
31.由于声孔的尺寸较小，为确保反光膜能够有效的进行振动，还需在第一反光膜41或者第一支撑部51上设置第一压力均衡孔，以及在第二反光膜42或者第二支撑部52上设置有压力均衡孔。通过第一压力均衡孔及第二压力均衡孔实现第一支撑部51和第二支撑部52的内外气压均衡。
32.其中，当第一压力均衡孔设置在第一反光膜41上时，可将该孔结构设置在第一反光膜41的边缘位置，以防止其对光线的反射造不良成影响；同理，第二压力均衡孔与第一压力均衡孔相类似。此外，第一压力均衡孔和第二压力均衡孔的设置位置、个数及尺寸等均可根据具体的适用环境或生产要求进行灵活调整。
33.在本发明的一个具体实施方式中，第一检测单元可包括固定在电路板1上的第一激光接收器21以及固定在第一激光接收器21上的第一激光发射器31；第一激光发射器31用于向第一反光膜41发射具有一定倾斜角度的第一激光信号，然后通过第一激光接收器21接收第一反光膜41反射回的第一反射光线；当第一反光膜41接收到外界的声音信号而发生振动时，可基于该第一激光信号及第一反射光线确定第一振动信号；同理，第二检测单元可包括固定在电路板1上的第二激光接收器22以及固定在第二激光接收器22上的第二激光发射器32；第二激光发射器32用于向第二反光膜42发射第二激光信号，然后通过第二激光接收
器22接收第二反光膜42反射回的第二反射光线；当第二反光膜42接收到外界的声音信号而发生振动时，可基于第二激光信号及第二反射光线确定第二振动信号，最后可根据第一振动信号和第二振动信号确定产品的指向性。
34.其中，第一激光发射器31可通过胶水固定在第一激光接收器21的中心位置，而第一激光接收器21可通过胶水固定在电路板1上；同理，第二激光发射器32可通过胶水固定在第二激光接收器22的中心位置，而第二激光接收器22可通过胶水固定在电路板1上。
35.为了确保对反光膜的振动的采集精度，第一检测单元和第二检测单元需满足：第一激光发射器31、第一激光接收器21与第一反光膜41的中轴线相互重合；并且，第二激光发射器32、第二激光接收器22与第二反光膜42的中轴线相互重合；此外，第一激光信号及第二激光信号的发射角度可以根据具体的反光膜的尺寸或者激光接收器的尺寸进行调整，并不限于附图中所示的具体光路结构
36.在本发明的指向性麦克风中，还包括固定在电路板1上并与第一检测单元和第二检测单元导通的信号处理芯片6；信号处理芯片6同时与第一激光发射器31、第一激光接收器21、第二激光发射器32和第二激光接收器22连接，使其能够基于第一振动信号和第二振动信号实现麦克风的指向性；换言之，主声孔91和次声孔92接收到声音信号后可通过各自的光路路径进行传递，并最终由信号处理芯片6进行叠加计算，实现产品的指向性。
37.需要说明的是，上述主声孔91和次声孔92的区别主要是对声音信号的差异性处理，其中，可在顶壁上贴设覆盖次声孔92的阻尼网10，而主声孔91不进行任何设置，通过阻尼网10衰减通过次声孔92的声音信号，进而实现主声孔91和次声孔92之间的信号差异；可知，也可在主声孔91和次声孔92处分别设置阻尼系数不同的阻尼结构，以及将主声孔91和次声孔92的孔径设置为大小不同等。
38.与上述指向性麦克风相对应地，本发明还提供一种电子装置，包括上述指向性麦克风。
39.具体地，有关电子装置的实施例可参考上述指向性麦克风实施例中的描述，此处不再一一赘述。
40.根据上述本发明的指向性麦克风及电子装置，能够利用光学原理，基于声音信号通过不同声孔进入到不同反光膜时输出对应的光信号的差异，通过处理器将两个存在差异的光信号进行叠加或衰减，实现产品的指向性，整体结构简单，且麦克风的指向性效果更佳。
41.如上参照附图以示例的方式描述根据本发明的指向性麦克风及电子装置。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的指向性麦克风及电子装置，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。