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CN111432309A - 耳塞式耳机麦克风模块 - Google Patents

耳塞式耳机麦克风模块 Download PDF

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CN111432309A
CN111432309A CN202010258025.7A CN202010258025A CN111432309A CN 111432309 A CN111432309 A CN 111432309A CN 202010258025 A CN202010258025 A CN 202010258025A CN 111432309 A CN111432309 A CN 111432309A
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Abstract

本发明提供一种耳塞式耳机麦克风模块，包括一壳体、一耳垫、一喇叭单体以及一麦克风。壳体具有连通的一腔室与一出音口。耳垫配置于壳体外。喇叭单体与麦克风配置于腔室，且麦克风位于出音口与喇叭单体之间。麦克风的直径小于等于6mm。本发明的耳塞式耳机麦克风模块可解决现有技术中麦克风收音效果不佳且抗噪成本高的问题。

Description

耳塞式耳机麦克风模块
本发明是2016年04月25日所提出的申请号为201610260814.8、发明名称为《耳塞式耳机麦克风模块》的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种耳塞式耳机麦克风模块，特别是涉及一种可被动抗噪的耳塞式耳机麦克风模块。
背景技术
随着科技不断进步，个人电子产品无不朝向轻巧迷你化的趋势发展，智能型手机、平板电脑或笔记型电脑等，已是人们日常生活所不可或缺的。不论是上述何种电子产品，为了让使用者在不干扰旁人的状况下聆听电子产品所提供的声音信息，耳机已成为电子产品的必要配件。耳机可提供聆听者较佳的声音传输，使聆听者能清楚的听到及了解声音内容，不像在空气中传输声音会造成不清晰的情况，且特别是在使用者移动期间，例如在运动、开车、激烈活动或吵杂的环境下也不会受到影响。另外，为了能使用电子产品进行通话，配有麦克风的耳机麦克风也是常见的配件。
为了兼顾收听声音以及收集声音两项功能，传统耳机麦克风是采用耳机与麦克风分离的设计，两者再通过信号线或简单的机构彼此相连。如此，可使耳机贴近耳朵，并使麦克风贴近嘴部。然而，这样的设计使得麦克风同时也会收入环境噪音，使得使用者的声音的清晰度大受影响。若要采用主动式抗噪，则需配置抗噪电路而造成成本上升，且主动式抗噪也会破坏所收集的声音的保真性。另外，为了缩小耳机麦克风的体积，另一种传统的耳机麦克风采用蓝牙通讯，并将耳机与麦克风设置在同一机壳内。然而，此设计的麦克风依旧设计在最靠近嘴部的一端，且因为麦克风与嘴部的距离变远了，故需要采用价格较高的指向性麦克风进行收音。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耳塞式耳机麦克风模块，可解决现有技术中麦克风收音效果不佳且抗噪成本高的问题。
为达上述目的，本发明的耳塞式耳机麦克风模块包括壳体、喇叭单体、耳垫以及麦克风。壳体具有连通的腔室与出音口。耳垫配置于壳体外围。喇叭单体与麦克风配置于腔室，且麦克风位于出音口与喇叭单体之间。麦克风的直径小于等于6mm。
在本发明的一实施例中，喇叭单体将腔室分隔为互不通气的前腔室与后腔室，麦克风位于前腔室。
在本发明的一实施例中，耳塞式耳机麦克风模块还包括透气防潮组件，配置于出音口。
在本发明的一实施例中，麦克风的收音孔配置有透气防潮组件。
在本发明的一实施例中，耳垫配置于壳体的出音口外并构成连通出音口的通道。通道的尺寸从靠近出音口的一侧往远离出音口的一侧保持固定或加大。
在本发明的一实施例中，麦克风为电容式麦克风。
在本发明的一实施例中，麦克风与腔室的腔壁之间具有通道，用以供喇叭单体所提供的声音经由通道传送出出音口外。
在本发明的一实施例中，耳塞式耳机麦克风模块还包括蓝牙通讯单元，电连接喇叭单体与麦克风。此蓝牙通讯单元具有声音回授抑制(echo cancelling)电路。
在本发明的一实施例中，耳塞式耳机麦克风模块还包括蓝牙通讯单元，电连接喇叭单体与麦克风。蓝牙通讯单元具有麦克风高通滤波电路，其截止频率大于等于300Hz。
在本发明的一实施例中，耳塞式耳机麦克风模块还包括蓝牙通讯单元，电连接喇叭单体与麦克风。蓝牙通讯单元具有麦克风高通滤波电路，其斜率大于等于3dB/octave。
在本发明的一实施例中，壳体为一体成型，且壳体的最大外径小于等于8mm。
在本发明的一实施例中，喇叭单体的直径小于等于6mm。
在本发明的一实施例中，麦克风的收音口正对于出音口。
在本发明的一实施例中，耳塞式耳机麦克风模块还包括印刷电路板。印刷电路板卡置于腔室。麦克风焊接于印刷电路板上。印刷电路板与腔室的腔壁之间具有通道，用以供喇叭单体所提供的声音经由通道传送出出音口外。
在本发明的一实施例中，耳塞式耳机麦克风模块还包括麦克风引线。腔室的腔壁上具有线槽。麦克风引线电连接麦克风且通过线槽而延伸至外界。
基于上述，在本发明的耳塞式耳机麦克风模块中，喇叭单体与耳垫共同提供密闭消噪功能。因此，本发明的耳塞式耳机麦克风模块可隔绝环境噪音而取得较佳的收音效果。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1为本发明一实施例的耳塞式耳机麦克风模块的局部剖视图；
图2为本发明另一实施例的耳塞式耳机麦克风模块的剖面示意图；
图3A为本发明再一实施例的耳塞式耳机麦克风模块的局部剖视图；
图3B是图3A的耳塞式耳机麦克风模块的壳体的局部剖视图。
附图标记：
100、200、300：耳塞式耳机麦克风模块
110、210、310：壳体
120：喇叭单体
130：麦克风
132：收音口
134、260：透气防潮组件
150、250：耳垫
C10、C20：腔室
C12：前腔室
C14：后腔室
P10、P12、P20：出音口
W10、W20：腔壁
T10、T20、252：通道
240：蓝牙通讯单元
242：高通滤波电路
370、372：印刷电路板
380：麦克风引线
G12：卡槽
G14：线槽
具体实施方式
图1为本发明一实施例的耳塞式耳机麦克风模块的局部剖视图。请参照图1，本实施例的耳塞式耳机麦克风模块100包括一壳体110、一耳垫150、一喇叭单体120以及一麦克风130。壳体110具有一腔室C10与一出音口P10。腔室C10与出音口P10连通。耳垫150配置于壳体110外。喇叭单体120与麦克风130都配置于腔室C10，且麦克风130位于出音口P10与喇叭单体120之间。麦克风130的直径小于等于6mm，以便麦克风130可连同壳体110一起深入使用者的耳道而接近鼓膜。本实施例的耳塞式耳机麦克风模块100被称为耳道式的原因是，麦克风喇叭模块100的一部分体积可以从耳廓被置入耳道内，而耳道的尽头就是鼓膜。人类的耳道的平均直径大于8mm，而本实施例的麦克风130的直径小于等于6mm，因此麦克风130可以深入耳道并接近鼓膜以侦测耳道内所传递的声波。当耳塞式耳机麦克风模块100配戴于使用者的耳朵并深入耳道时，出音口P10将面对并接近耳朵的鼓膜，而喇叭单体120与耳垫150会阻碍环境噪音传递至麦克风130，因此产生被动抗噪的效果，还可提高声音的保真性。具体而言，喇叭单体120阻止环境噪音从壳体110内传递至麦克风130，而耳垫150阻止环境噪音从壳体110外传递至麦克风130。另外，因为麦克风130很接近使用者的鼓膜，使用者说话时所造成的鼓膜振动所产生的声波可以被麦克风130灵敏地侦测并收集，而人的骨骼也可以很好地将使用者发出的声音传递至耳道内并被麦克风130收集。
因为耳塞式耳机麦克风模块100一部份置入耳道且接触皮肤，会受到体温(36℃)的影响，而耳塞式耳机麦克风模块100外露的部份会受环境影响。一般而言，当环境气温接近0℃时，由于温差影响，易产生水气凝结，将会对于静电式麦克风产生严重的影响，使得麦克风的灵敏度严重下降。
在本实施例中，喇叭单体120将腔室C10分隔为互不通气的一前腔室C12与一后腔室C14，麦克风130位于前腔室C12。换句话说，喇叭单体120与腔室C10接触的部分实质上属于气密式的接触，因此气体无法从后腔室C14传递至前腔室C12，也就降低了环境噪音被麦克风130收集的可能性。壳体110的最大外径例如小于等于8mm，以利使用者佩戴时可置入使用者的耳道。本实施例的喇叭单体120的直径例如小于等于6mm，并尽可能靠近麦克风130，以便于缩小耳道与耳塞式耳机麦克风模块100之间所形成的密闭空间，进而提高喇叭单体120及麦克风130的感度。麦克风130可以是电容式麦克风或其他形式的麦克风，其外观可以是圆饼状或其他外观。麦克风130的收音口132正对于出音口P10，也就是从出音口P10可以看到麦克风130的收音口132，以得到较佳的收音效果。
本实施例的麦克风130与腔室C10的一腔壁W10之间具有一通道T10，用以供喇叭单体120所提供的声音经由通道T10传送出出音口P10外。因此，喇叭单体120所提供的声音依旧可以很好地传递至鼓膜。此外，本实施例的壳体110为一体成型，整体结构简单且组装容易。本实施例的耳塞式耳机麦克风模块100可采用单耳或双耳的设计。当采用双耳的设计时，可仅单边设置有麦克风130，而另一边可设置虚拟的麦克风以使两边的音场一致。虚拟的麦克风与真正的麦克风130的外型相同，但没有收音的功能。
图2为本发明另一实施例的扬声器的剖面示意图。请参照图2，本实施例的耳塞式耳机麦克风模块200与图1的耳塞式耳机麦克风模块100相似，在此仅介绍两者的差异处。本实施例的耳塞式耳机麦克风模块200还包括一蓝牙通讯单元240，电连接喇叭单体120与麦克风130。蓝牙通讯单元240与喇叭单体120及麦克风130之间的电连接可能是通过导线与电路板而达成，在图2中省略而未示出。通过蓝牙通讯单元240，本实施例的耳塞式耳机麦克风模块200以蓝芽通讯方式与电子装置进行声音信号的传送及接收。同时，蓝牙通讯单元240具有声音回授抑制电路，可使得麦克风130发送出去的语音信号中仅有从发话端收录的语音信号，亦即使用者发出的声音，而不会混入喇叭单体120所发出的受话端的声音。当然，本发明的耳塞式耳机麦克风模块也可以采用有线的方式与电子装置进行声音信号的传送及接收。此电子装置可具有如前述的声音回授抑制功能。另外，耳塞式耳机麦克风模块200内可配置有电池，但图2中省略而未示出。整个耳塞式耳机麦克风模块200可以几乎都置放于耳道内，不仅较为美观，也减轻对于使用者的耳朵的负担。此外，耳塞式耳机麦克风模块200的壳体210外可组装一耳垫250。本实施例的耳垫250是套设在壳体110具有出音口P10的一侧外，而出音口P10位于耳垫250内。耳垫250并构成连通出音口P10的通道252。通道252的尺寸从靠近出音口的一侧往远离出音口的一侧保持固定或加大。通过这样的设计，鼓膜的振动所产生的声波可尽量不被耳垫250阻挡而大部分传递至麦克风130并被其收集。耳垫250会根据使用者的耳道的轮廓而适当地弹性变形，以贴合耳道并大致隔绝外界声音。此外，本实施例的耳塞式耳机麦克风模块200可以内建麦克风信号补偿的电路，或者由相连的手机或是蓝牙通讯装置之类的电子装置提供麦克风信号补偿的软件或电路，如此可解决鼓膜的振动在500Hz以下可能被放大以及2KHz以上可能会衰减的问题。具体来说，蓝牙通讯单元240可具有一高通滤波电路242，其截止频率(cut off frequency)大于等于300Hz，而其斜率大于等于3dB/octave。高通滤波电路242的斜率是指高通滤波电路242的功率增益会随频率而变化，而每个octave的功率增益变化量大于等于3dB。
在本实施例中，耳塞式耳机麦克风模块200还包括透气防潮组件260，配置于出音口P12。透气防潮组件260也可以避免异物进入壳体210内。此外，麦克风130的收音孔132也可配置有透气防潮组件134。透气防潮组件260与透气防潮组件134都可以是防水透气膜，或者是经防潮处理过的网布，或是其他适当的透气防潮组件。
图3A为本发明再一实施例的耳塞式耳机麦克风模块的局部剖视图，而图3B是图3A的耳塞式耳机麦克风模块的壳体的局部剖视图。请参照图3A与图3B，本实施例的耳机麦克风300与图2的耳机麦克风200相似，在此仅介绍两者的差异处。本实施例的耳机麦克风300还包括印刷电路板370。麦克风130焊接于印刷电路板370上，例如是利用表面黏着技术(surface mount technology，SMT)。印刷电路板370卡置于壳体310的腔室C20。例如，腔室C20的腔壁W20上有卡槽G12，而印刷电路板370的外侧的凸起处恰好卡置在卡槽G12。为了组装方便，还可设计让卡槽G12在靠近出音口P20的一侧为封闭的，另一侧则为开放的。如此，可将印刷电路板370从卡槽G12的开放侧滑入并停止于卡槽G12的封闭侧。而且，通过调整卡槽G12的封闭侧与出音口P20的距离，就可以控制麦克风130与出音口P20的距离在理想的设计值。此外，印刷电路板370与腔室C20的腔壁W20之间具有通道T20，用以供喇叭单体120所提供的声音经由通道T20传送出出音口P20外。而且，通过改变通道T20的截面形状与大小，也可达到调整喇叭单体120所发出的音质的效果。另外，耳机麦克风300还包括麦克风引线380。腔室C20的腔壁W20上具有线槽G14。麦克风引线380电连接麦克风130，且麦克风引线380通过线槽G14而延伸至外界，以传递信号及接收电力。在其他实施例中，麦克风引线380也可以连接到另一印刷电路板372，再从印刷电路板372上拉出引线延伸至外界。其中，喇叭单体120设置在印刷电路板372上。
综上所述，在本发明的耳塞式耳机麦克风模块中，麦克风位于出音口与喇叭单体之间。因此，本发明的耳塞式耳机麦克风模块配戴在使用者的耳朵时，麦克风位于喇叭单体与耳膜之间，喇叭单体与麦克风可共同隔绝环境噪音而取得较佳的收音效果，且省下主动抗噪所需的成本。
虽然结合以上实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (14)

1.一种耳塞式耳机麦克风模块，其特征在于，包括：
壳体，具有连通的腔室与出音口；
耳垫，配置于所述壳体外；
喇叭单体，配置于所述腔室，其中所述喇叭单体与所述腔室接触的部分完全是气密式的接触；以及
麦克风，配置于所述腔室，且位于所述出音口与所述喇叭单体之间，其中所述麦克风的直径小于等于6mm，当耳塞式耳机麦克风模块配戴于使用者的耳朵时，耳垫阻止环境噪音从壳体外传递至麦克风，所述麦克风与所述腔室的腔壁之间具有第一通道，用以供所述喇叭单体所提供的声音经由所述第一通道传送出所述出音口外，且所述麦克风通过所述出音口收音。
2.根据权利要求1所述的耳塞式耳机麦克风模块，其特征在于，所述喇叭单体将所述腔室分隔为互不通气的前腔室与后腔室，所述麦克风位于所述前腔室。
3.根据权利要求1所述的耳塞式耳机麦克风模块，其特征在于，还包括透气防潮组件，配置于所述出音口。
4.根据权利要求1所述的耳塞式耳机麦克风模块，其特征在于，所述麦克风的收音孔配置有透气防潮组件。
5.根据权利要求1所述的耳塞式耳机麦克风模块，其特征在于，所述耳垫配置于所述壳体的所述出音口外并构成连通所述出音口的耳垫通道，所述耳垫通道的尺寸从靠近所述出音口的一侧往远离所述出音口的一侧保持固定或加大。
6.根据权利要求1所述的耳塞式耳机麦克风模块，其特征在于，所述喇叭单体的直径小于等于6mm。
7.根据权利要求1所述的耳塞式耳机麦克风模块，其特征在于，所述麦克风为电容式麦克风。
8.根据权利要求1所述的耳塞式耳机麦克风模块，其特征在于，还包括蓝牙通讯单元，电连接所述喇叭单体与所述麦克风，所述蓝牙通讯单元具有声音回授抑制电路。
9.根据权利要求1所述的耳塞式耳机麦克风模块，其特征在于，还包括蓝牙通讯单元，电连接所述喇叭单体与所述麦克风，所述蓝牙通讯单元具有麦克风高通滤波电路，其截止频率大于等于300Hz。
10.根据权利要求1所述的耳塞式耳机麦克风模块，其特征在于，还包括蓝牙通讯单元，电连接所述喇叭单体与所述麦克风，所述蓝牙通讯单元具有麦克风高通滤波电路，其斜率大于等于3dB/octave。
11.根据权利要求1所述的耳塞式耳机麦克风模块，其特征在于，其中所述壳体为一体成型，且所述壳体的最大外径小于等于8mm。
12.根据权利要求1所述的耳塞式耳机麦克风模块，其特征在于，所述麦克风的收音口正对于所述出音口。
13.根据权利要求1所述的耳塞式耳机麦克风模块，其特征在于，还包括印刷电路板，其中所述印刷电路板卡置于所述腔室，所述麦克风焊接于所述印刷电路板上，且所述印刷电路板与所述腔室的腔壁之间具有第二通道，用以供所述喇叭单体所提供的声音经由所述第二通道与所述第一通道传送出所述出音口外。
14.根据权利要求1所述的耳塞式耳机麦克风模块，其特征在于，还包括麦克风引线，其中所述腔室的腔壁上具有线槽，所述麦克风引线电连接所述麦克风且通过所述线槽而延伸至外界。
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