麥克風防風器的製作方法

2023-04-30 01:01:01

專利名稱：麥克風防風器的製作方法
技術領域：
本發明涉及麥克風，尤其涉及用於免提麥克風，比如用於自動語音識別(ASR)系統的那些麥克風的防風器(windguard)。
背景技術：
自動語音識別技術使得裝備有麥克風的計算裝置能夠解釋語 音，因而為傳統的人機(human-to-computer)輸入裝置，比如鍵盤或鍵: 墊提供了一種選擇。例如，車輛通訊裝置可配備有通過自動語音識 別系統而實現的語音撥號特徵。自動語音識別系統典型地包括用於 接收來自車主的語音的免提麥克風。免提麥克風通常定位於車輛的 客廂的前部內，比如定位於儀表面板內、A柱壓條(A-pillar molding) 內、後視鏡組件內、頂蓬(headliner)內、頂置控制臺等內。這種前部 定位的麥克風一般地能夠滿足對來自司機的語音進行可靠的識別。
由於氣流內的局部壓力差異，比如來自擋風玻璃防霜器通風孔、 打開的窗口或打開的車頂的局部壓力差異的緣故，前部安裝的麥克 風可能受到氣流噪音的影響。因此， 一些自動語音識別系統採用了 複雜的數位訊號處理及噪音消除技術或者多個麥克風陣列，以便減 小氣流噪音的影響。但是這些途徑增加了成本及自動語音識別系統 的複雜度。因此，通常提供防風器，以便改善快速移動的空氣對麥 克風的影響。
許多防風器容易受到亥姆霍茲共振的影響，該共振為空氣在腔 體內共振的現象。當空氣經由防風器的聲學入口而推進的時候，內 部氣壓趨向於循環地增加和減小，從而導致可被麥克風拾取的振動 和噪音，其類似於當一個人在空瓶子的頂部吹氣時產生的聲音。因此，這種共振聲音可產生來自麥克風的較差的信噪比，從而導致傳 統的防風器起到了反作用。

發明內容
一種用於麥克風的防風器包括位於下遊端的聲學入口及位於聲 學入口上遊的至少一個減壓埠 。
在本發明的一個實施例中，該防風器包括基座；依附於(depending from)該基座的裙-緣及從該基座突出並且包括至少一個減壓埠的第 一蓋部(hood);位於該埠上遊的第二蓋部及位於減壓埠下遊的聲 學入口。聲學入口經凹陷而形成於位於防風器下遊端的第 一蓋部內， 而減壓埠則至少局部地經凹陷而形成於位於防風器上遊端的第二 蓋部內。


下面結合附圖描述本發明的優選示意性實施例，圖中相同的標 號表示相同的元件，並且在圖中
圖l展示了示例性防風器的透視圖2展示了圖1中的防風器的側視圖3展示了圖1中的防風器的主視圖4展示了圖1中的防風器取自其線4-4的橫向截面圖5展示了圖1中的防風器取自其線5-5的縱向截面圖6展示了圖1中的防風器的仰視圖7展示了圖1中的防風器，該防風器結合在若干不同的構件 內，該構件位於車輛的客廂的前部內；以及
圖8展示了麥克風在具有與不具有圖1中的防風器的情況下的 頻率響應圖形。
具體實施例方式
參考附圖，圖1至圖6展示了用於保護麥克風M免受氣流影響的防風器10，以便改善麥克風M的信噪比。防風器IO可包括基座12 以及依附於該基座12的裙緣14，用於圍繞麥克風M而對氣流進行 分流。防風器10也包括在大致地與裙緣14的方向相反的方向內自 基座12突出的蓋部16,用於在麥克風M的上方並且遠離麥克風M 而對氣流進行分流。基座12、 #君緣14以及蓋部16至少局部地界定 了防風器10的內部I，麥克風M可設置在內部I內。
基座12將裙緣14與蓋部16互相連接起來。如圖所示，基座12 可以大體上為平面狀，但也可以具有任何適當的形狀及配置。基座12 在防風器10的側邊，如圖4所示，並且在防風器10的上遊端與下 遊端，並且如圖5所示，而連4妾到一君緣14上。基座12的壁厚可以 大致恆定或可變。
裙緣14大體上提供了若干功能。首先，它將基座12自另一個 構件C(如圖2所示)分隔開，防風器10可安裝於該構件C上，以便 容納麥克風M。其次，裙緣14通過將氣流圍繞裙緣14進行分流而 提供了用於保護麥克風M免受氣流影響的壁。裙緣14優選地大致周 向地連續，並且可大致地為圓4主形狀，並且可具有大致恆定或可變 的壁厚。再者，裙緣14可包括安裝表面18，其具有多個自安裝表面 18延伸的保持器20,用於將防風器10附接到另一個構件C上。保 持器20可以為包括如圖所示卡扣式插入型(snap-in bayonet style)保持 器的任何適當類型。防風器10可抵靠安裝於並且附接到任何適當的 構件上，比如壁、面板、殼體、儀表前蓋等，其中保持器20卡扣到 構件C內的對應開口 O內。裙桑彖14也可以包括一個或多個比如位於 如圖所示的安裝表面18內的離隙(relief)22。離隙22可為裙緣14提 供柔性，並且為防風器10的內部I提供通風作用。離隙22優選地定 位於裙緣14的側邊，並且位於招-緣14的下遊部。
麥克風M可以為任何適當的裝置，比如電聲裝置，其包括用於 將聲壓波轉換為電信號的轉換器。普通的麥克風包括壓力麥克風與 階壓麥克風。並且，麥克風M可以為更大的麥克風組件A的一部分，麥克風組件A除了包括麥克風M外，還可以包括麥克風殼體、泡沫 等。最後，麥克風M可放置在防風器IO的內部I內，並且位於如圖 所示的構件C的外表面上，或者局部地或完全地比如通過構件C的 外表面上或兩者之間的開孔而位於構件C的外表面的後方。
蓋部16大體上通過在麥克風M的上方將氣流遠離該麥克風M 分流而提供了一種傾斜的結構，用於保護麥克風M免受氣流的影響。 通過在麥克風M的上方將氣流遠離該麥克風M分流，蓋部16可以 改善麥克風M的信噪比能力。蓋部16可以具有任何適當的形狀，比 如半圓錐形、楔形、方錐形、拔形或所示的喇叭形等。蓋部16包括 大致地界定了防風器10的尾端部或上遊端的上遊端24;下遊端26， 其高於上遊端24，並且其大致界定了防風器10的尾端部或下遊端； 以及位於上遊端24與下遊端26之間的中間部28。蓋部16縱向地自 其相對窄而低的上遊端24延伸到相對寬而高的下遊端26，其中蓋部 16優選地大致像喇叭一樣向外傾斜或向外張開。
在其下遊端26,蓋部16包4舌氣流分離邊緣30。氣流分離邊鄉彖30 可以為位於蓋部16的外表面與蓋16的下遊邊沿32之間的彎曲過渡 邊緣。更特別地，氣流分離邊桑彖30可以為半圓形形狀，並且可以為 角度a的頂點，該角度a通過邊沿32與蓋部16的靠近邊沿32的向 外彎曲的外表面相交而形成。邊沿32相對於蓋部16的縱向軸線而 橫向地延伸，並且向著基座12彎曲，邊沿32在界定於邊沿32與基 座12之間的聲學入口 34的每個邊上附接到該基座12上。因此，聲 學入口 34大致設置在防風器10的下遊端，並且以大致水平的朝向 而經凹陷而形成於蓋部16內。聲學入口 34包括多個由格架38所界 定的開口 36。開口 36可以具有任何適當的數量及形狀。如果需要的 話，格架38的內部或後方可設置有任何類型的泡沫(圖未示)，以便 保護麥克風M免受灰層、液體濺射等影響。
防風器10包括一個或多個用於減緩防風器IO的內部I內的壓力 波動的特徵。更特別地， 一個或多個開孔40、 42大致地設置在蓋部16的上遊端24處，用於消除或至少減小亥姆霍茲共振。這些開孔包 括減壓埠。與大體上水平地朝向的聲學入口 34相反，開孔40、 42 優選地大致穿過蓋部16而垂直地朝向。可以提供任何適當數量的開 孔，比如兩個開孔40、 42,其可以具有任何適當的形狀及尺寸，並 且可以藉助橋接部44而分開。取而代之，如果需要的話，可提供單 個開孔。在任何情況下，開孔40、 42優選地以任何適當的方式而免 受氣流的影響。
因此，提供靠近開孔40、 42並位於開孔40、 42上遊的鰭狀物 或第二個更小的蓋部46，用於保護減壓開孔40、 42免受氣流的影響。 第二蓋部46可以具有任何適當的形狀，並且可以包括示例性的向外 彎曲的外表面48,其界定了位於中間部28上遊的蓋部16的向外彎 曲的外表面，並且可以包括側向地相對的側邊50，該側邊50連接到 向外彎曲的外表面48上。第二蓋部46包括小而彎曲的氣流分離邊 緣52，該氣流分離邊緣52界定於其向外彎曲的外表面48與其側向 地相對的側邊50之間的頂點上。如圖所示，作為成組的減壓埠可 至少局部地經凹陷而形成於第二蓋部46內。
第一蓋部16優選地形成4化廓並且可以具有任何適當的形狀。例 如，蓋部16可以既向內彎曲地形成，又在縱向截面內向外彎曲地形 成，如圖2和圖5所示。蓋部16從由第二蓋部46在上遊端24處所 界定的向外彎曲的形狀過渡到位於其中間部28處的向內彎曲的形 狀，並且從向內地彎曲形成的中間部28而過渡回在下遊端26處的 向外彎曲的形狀。在另一個示例中，蓋部16可以在橫向截面內向外 彎曲地形成，如圖3和圖4所示。
防風器10可以由任何適當的聚合材料，比如通常在 汽車內部發現的那些材料，通過注塑而成形。防風器的一些部件可 作為整體構件而形成，比如基座12、裙緣14及蓋部16，而其它部 件則可單獨地形成，然後一體地附接起來，例如，格架38可膠粘或焊接到聲學入口34內。備選地，整個防風器可作為整體構件而形成。 防風器IO可具有任何適當的尺寸。例如，防風器IO可具有大約為1-2 英寸的直徑。
現在參考圖2,當氣流90流經防風器10的時候，氣流90圍繞 裙緣14而被分流，如所示的分流氣流92，並且在蓋部16上方糹皮偏 移，如所示的偏移氣流94。首先，偏移氣流94的一部分在第二蓋部 46的氣流分離邊緣52處而自蓋部16分離。偏移氣流94的該部分變 成上遊再循環氣流96。再循環氣流96優選地根據位於上遊再循環區 域內的開孔40、 42的下遊的環形氣流而再循環，該上遊再循環區域 可以至少局部地由蓋部16的向內彎曲形成的中間部28所界定。在 上遊再循環區域的下遊，偏移氣流94再次貼在上遊再貼區域內的蓋 部16的外表面上，該上遊再貼區域可至少局部地由蓋部16的向外 彎曲形成的部分所界定。其次，偏移氣流94的一部分在蓋部16的 氣流分離邊》彖30處而自蓋部16分離。偏移氣流94的該部分變成下 遊再循環氣流98，該下遊再循環氣流98優選地根據位於下遊再循環 區域內的聲學入口 34的下遊處的環形氣流而再循環。
現在參考圖7，防風器10可在任何位置內用於任何應用中。例 如，防風器IO可用於車輛內部V的客廂內，比如用於車輛內部V的 多個構件上。更特別地，防風器IO可安裝在A柱內架A上、頂置控 制臺H的殼體上、後視鏡組件R上以及儀錶盤或儀表面板D上。雖 然圖未示，防風器IO也可以安裝在方向盤上、中控臺上、頂蓬(圖未 示)上、B柱壓條上、門面板上、免提頭戴式耳機的話筒上等。此外， 這些內部構件中的任何一個可以包括防風器IO或僅僅包括防風器10 的蓋部16。例如，壓條可模製成與蓋部16結合在一起，且具有或者 不具有基座12及/或裙緣14。
現在參考圖8，頻率響應圖形展示了兩組繪圖具有防風器10 的麥克風的頻率響應繪圖，以及不具有防風器10的初始繪圖。兩組 繪圖都包括來自麥克風前面(O度)、來自側邊(90度，-90度)、及來自後面(180度)的讀數。如圖所示，防風器IO使得麥克風表現為具有大 致更加平坦的從大約300Hz到大約5kHz的頻率響應特性，並且具有 改善的麥克風方向性。該圖形揭示了防風器10藉助車內免提麥克 風而為氣流及噪音問題提供了相對廉價的解決方案。因此，防風器IO 可以改善麥克風的信噪比性能，並且因此改善了聲音及語音識別性 能。
應當理解上面的描迷不是本發明的限定，而是本發明的一個 或多個優選的示例性實施例的描述。本發明並不限制於文中公開的 特定實施例，而是僅僅界定於以下權利要求中。此外，包含於上面 描述中的陳述與特定實施例有關，而並不解釋成對本發明範圍的限 制，或者對權利要求中所用用語限定的限制，除非用語或短語明確 地在上面被限定。多種其它實施例及對所公開實施例的各種改變及 修改，將為那些熟悉本領域的才支術人員所明白。所有這些其它實施 例、改變及修改旨在涵蓋於所附權利要求的範圍內。
如在此說明書和權利要求中所用到的那樣，當結合一個或多個 構件或其它物品的列表而使用時，每個用語"例如，，、"比如，，以 及動詞"包括，，、"具有，，應當解釋為開放式，意味著該列表不應 當認為排除其它額外的構件或物品。其它用語應當解釋為使用它們 最寬的合理含義，除非它們用於需要不同解釋的場合。
權利要求
1.一種麥克風防風器，其具有位於下遊端的聲學入口及位於所述聲學入口上遊的至少一個減壓埠。
2. 如權利要求1所述的防風器，其特徵在於，所述防風器進一 步包括蓋部，所述蓋部包括位於上遊端的所述減壓埠及位於下遊 端的氣流分離邊緣。
3. 如權利要求2所述的防風器，其特徵在於，所述蓋部形成輪 廓，其中，所述蓋部在縱向截面剖面內形成輪廓，並且在橫向截面 剖面內形成輪廓。
4. 如權利要求3所述的防風器，其特徵在於，所述蓋部包括位 於所述減壓埠與所述氣流分離邊緣之間的向內彎曲的輪廓部。
5. 如權利要求4所述的防風器，其特徵在於，所述蓋部進一步 包括位於所述一個減壓埠上遊的向外彎曲的輪廓部。
6. 如權利要求2所述的防風器，其特徵在於，所述蓋部包括位 於所述減壓埠上遊的第二蓋部。
7、如權利要求6所述的防風器，其特徵在於，所述第二蓋部靠近所述減壓埠。
8. 如權利要求1所述的防風器，其特徵在於，所述氣流分離邊 緣為彎曲狀。
9. 如權利要求8所述的防風器，其特徵在於，所述氣流分離邊 緣為半圓形形狀。
10. —種車輛內部儀表面板，其包括如權利要求1所述的防風器。
11. 一種車輛內部A柱壓條，其包括如權利要求1所述的防風器。
12. —種車輛內部後視鏡組件，其包括如權利要求1所述的防風器。
13. —種車輛內部頂置控制臺，其包括如權利要求1所述的防風器。
14. 一種用於麥克風的防風器，其包括 基座；依附於所述基座的裙緣；從所述基座突出的第一蓋部，所述第一蓋部包括 至少一個減壓埠； 位於所述埠上遊的第二蓋部；及 位於所述減壓埠下遊的聲學入口 。
15. 如權利要求14所述的防風器，其特徵在於，所述第一蓋部 在縱向及橫向截面剖面內形成輪廓。
16. 如權利要求15所述的防風器，其特徵在於，所述第一蓋部 在牙黃向截面剖面內向外地彎曲形成輪廓，並且在縱向剖面內既向內 又向外地彎曲形成輪廓。
17. 如權利要求14所述的防風器，其特徵在於，所述聲學入口 經凹陷而形成於位於所述防風器的下遊端的所述第一蓋部內，而所 述減壓埠則至少局部地經凹陷而形成於位於所述防風器的上遊端 的所述第二蓋部內。
全文摘要
一種用於麥克風的防風器，其包括位於下遊端的聲學入口及位於該聲學入口上遊的至少一個減壓埠。該防風器具有基座、依附於該基座的裙緣及從該基座突出的第一蓋部。基座和裙緣提供了容納麥克風的空間。第一蓋部從基座的上遊端延伸到下遊端，並且包括位於下遊端的聲學入口。該減壓埠定位於上遊端的第一蓋部上，並且由第二蓋部所保護。
文檔編號H04R1/08GK101203056SQ20071019426
公開日2008年6月18日 申請日期2007年12月10日 優先權日2006年12月12日
發明者D·T·福爾納託羅, J·T·格拉特克 申請人:通用汽車公司